Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ОРГАНИЧЕСКОЙ ТКАНИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ОРГАНИЧЕСКОЙ ТКАНИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ОРГАНИЧЕСКОЙ ТКАНИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в медицине для определения концентрации, по меньшей мере, одной имеющейся в органической ткани субстанции, предпочтительно концентрации глюкозы, вводимой в ткань подкожной иглой. Сущность изобретения: устройство содержит подкожную иглу с торцовым отверстием и одним или несколькими отверстиями в боковой стенке, соединенную каналом с анализатором, выход которого подсоединен к нагнетательно-отсасывающему средству, блок оценки, многоходовой клапан и резервуар для перфузионной жидкости. Подкожная игла выполнена одноканальной, анализатор с обеих сторон соединен с разъемными соединениями для связи с подкожной иглой и нагнетательно-отсасывающим средством и снабжен электрическим контактом для связи с блоком оценки, многоходовой клапан установлен в соединительной трубке и подключен к ней двумя каналами между нагнетательно-отсасывающим средством и анализатором, а третий канал многоходового клапана сообщен с резервуром для перфузионной жидкости. 12 з.п.ф-лы, 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2016540
Класс(ы) патента: A61B5/00
Номер заявки: 4742232/14
Дата подачи заявки: 30.10.1989
Дата публикации: 30.07.1994
Заявитель(и): АВЛ Гезельшафт фюр Фербреннунгскрафтмашинен унд Месстехник мбХ проф.ДР.Х.Ц.Ханс Лист (AT)
Автор(ы): Фалько Скрабал[AT]
Патентообладатель(и): АВЛ Гезельшафт фюр Фербреннунгскрафтмашинен унд Месстехник мбХ проф.ДР.Х.Ц.Ханс Лист (AT)
Описание изобретения: Изобретение относится к медицинской технике и используется для определения концентрации, по меньшей мере, одной имеющейся в органической ткани субстанции, предпочтительно концентрации глюкозы.
В медицине существует необходимость непрерывного анализа состава жидкостей организма, чтобы можно было зарегистрировать и устранить расстройства гомеостаза. Чтобы сделать ненужным частое взятие крови, уже в течение многих лет проводятся опыты по размещению чувствительных элементов в организме пациентов, чтобы непрерывно получать информацию.
При этом особенно широко применяется непрерывное определение концентрации глюкозы в организме. Известны, например, способы и устройства для диализа, при которых, по меньшей мере, полая игла или катетер вводится в кровоток. С помощью диализных мембран достигается полное уравновешивание измерительной жидкости с кровью, которая затем анализируется на наличие интересующей субстанции, например глюкозы. Однако при использовании нагруженных, с одной стороны, измерительной жидкостью и, с другой стороны, жидкостью организма мембран, которые для достаточного уравновешивания должны быть достаточно большими, это скоро приводит к загрязнениям или засорению мембран субстанциями организма, так что быстро нарушается обмен интересующих веществ. К тому же при использовании введенных в кровоток инородных тел, например полых игл и катеторов, существует постоянная опасность инфекции, тромбоза или эмболии. Кроме того, для продолжающихся в течение длительного времени лечений в распоряжении имеются лишь некоторые кровеносные сосуды, которые скоро закупориваются, так что способ использоваться далее не может.
Известно устройство, которое устраняет приведенные недостатки. Названный "глюкозным пером" пример выполнения имеет в данном случае выполненный в виде стержня корпус, который на одном конце имеет подкожную иглу. Внутри корпуса находится поршневой насос с резервуаром для перфузионной жидкости, из которого с помощью поршня перфузат может как выкачиваться путем вытеснения из поршневого пространства, так и всасываться в освобождающийся за поршнем приемный резервуар. С помощью рычажного устройства поршень может перемещаться вручную с помощью необходимого во всяком случае передаточного механизма, и первузионная жидкость с помощью первого внутреннего канала в подкожной игле подается к отверстиям в ее стенке и одновременно с помощью второго расположенного, например, концентрично относительно первого внутреннего канала благодаря пдсасыванию собирается в приемном резервуаре. При этом по возможности у подкожной иглы расположено присоединяемое к отводящей трубке аналитическое устройство с измерительными капиллярами для определяемой субстанции и маркерных величин. Таким образом, на короткое время, например порядка одной минуты или менее, жидкость накачивается с помощью подкожной иглы и после ее частичного уравновешивания вновь собирается. Уже по истечении непродолжительного времени с помощью оптической индикации или также акустической индикации может регистрироваться действительная концентрация интересующей субстанции, например сахар крови, которая рассчитывается аналитическим устройством из концентрации маркерной субстанции и интересующей субстанции. Чтобы в течение необходимого времени перфузии ткани получить равномерную скорость потока, возможны несколько способом действия. Так, например, с помощью рычажного устройства, рычаг которого во время периода перфузии постоянно приводится в действие, достигается равномерная скорость перфузии. Рычаг с этой целью, например, с помощью пружины или другого аккумулятора энергии вновь и вновь может приводиться в исходное положение. При этом скорость перфузии во время периода собирания находится в пределах от 1 до 10 мкл/мин. При этом недостатком является лишь сложная конструкция этого "глюкозного пера", причем, в частности, изготовление многоканальной подкожной иглы технически сложно и требует больших затрат.
Техническим результатом от использования изобретения является создание устройства, которое, исходя из указанного уровня техники, может изготавливаться проще и с меньшими затратами, сохраняя функции и преимущества ближайшего аналога.
Технический результат достигается благодаря тому, что предусмотрена одноканальная подкожная игла, внутренний канал которой соединен с анализатором, анализатор на стороне выхода подключен к нагнетательно-отсасывающему средству, а подкожная игла выполнена одноканальной, анализатор соединен с разъемными соединениями для связи с иглой и нагнетательно-отсасывающим средством и снабжен электрическим контактом для связи с блоком оценки, многокодовой клапан установлен в соединительной трубке и подключен к ней двумя каналами между нагнетательно-отсасывающим средством и анализатором, а третий канал клапана сообщен с резервуаром для перфузионной жидкости. С помощью этого устройства после введения подкожной иглы несколько мкл перфузата нагнетается в подкожную иглу, причем перфузионный раствор проходит анализатор и может осуществляться точная установка нуля. После частичного уравновешивания перфузата с находящейся вблизи подкожной иглы тканью перфузат отсасывается из иглы и вновь приводится в соприкосновение с чувствительными элементами анализатора, причем измеряются определяемая субстанция и маркерная величина, например электрическая проводимость, и из этих величин рассчитывается фактическая концентрация, например концентрация глюкозы. Для точной установки нуля перфузионная жидкость в приведенном примере, в основном, не должная была бы содержать ионы и глюкозу.
В качестве другого преимущества устройства в соответствии с изобретением следует привести то, что одноканальная подкожная игла может быть выполнена соответственно более тонкой, так что пациент, например, при многократно проводимом ежедневно анализе сахара ткани должен переносить меньшие боли.
Чтобы увеличить площадь обмена подкожной иглы предусмотрено то, что подкожная игла вдоль оси иглы имеет шлице- образное расширение или что подкожная игла наряду с торцевым отверстием имеет, по меньшей мере, одно-другое отверстие в зоне стенки. Предпочтительно по окружности иглы в несколько рядов располагать несколько отверстий.
В форме выполнения изобретения предусмотрено то, что анализатор на обеих сторонах имеет коническое штекерное соединение, с помощью которого он на одной стороне соединен с подкожной иглой и на другой стороне с помощью соединительной трубки - с нагнетательно-отсасывающим средством, причем штекерное соединение с помощью размыкаемого контакта создает электрическое соединение между блоком оценки и анализатором. Штекерные соединения обеспечивают простую смену иглы или анализатора.
Чтобы частично уравновешенная перфузионная жидкость не могла смешиваться с перфузионной жидкостью в поршневом насосе, в примере выполнения изобретения предусмотрено то, что между нагнетательно-отсасывающим средством и анализатором расположен многоходовой клапан, с помощью которого нагнетательно-отсасывающее средство в первом положении клапана соединено с подкожной иглой и во втором положении клапана - с отверстием для подачи наружного воздуха. Всасываемый с помощью клапана воздушный пузырь разделяет затем оба столба жидкости.
В форме выполнения изобретения предусмотрено то, что нагнетательно-отсасывающее средство имеет поршневой насос, поршневое пространство которгго выполнено в виде резервуара для перфузионной жидкости, а также что для хода всасывания предусмотрен заряжаемый во время хода нагнетания аккумулятор энергии. При использовании предпочтительно приводимого в действие вручную поршневого насоса пациент должен лишь после прокалывания нажать рычажное устройство и затем отпустить, благодаря чему процесс анализа протекает автоматически. В качестве аккумулятора энергии служит, например, пружина. Благодаря небольшому ходу нагнетаения во время процесса уравновешивания направление потока перфузата во внутреннем канале подкожной иглы может неоднократно изменяться, благодаря чему достигается более высокая ступень уравновешивания.
Предпочтительное усовершенствование изобретения заключается в том, что в приводе насоса предусмотрен механизм, который между ходом нагнетания и всасывания, в фазе уравновешивания перфузионной жидкости, обеспечивает незначитель- ные перемещения при нагнетаении и всасывании поршня поршневого насоса. Тем самым перемещения при нагнетании в фазе уравновешивания выполняются механизмом, необходимая энергия к которому может подводиться также с помощью вызывающего ход нагнетания рычажного устройства.
В усовершенствованном примере выполнения изобретения предусмотрены резервуар для перфузионной жидкости и, по меньшей мере, один резервуар для вводимого медикамента, а также что нагнетательно-отсасывающее средство в третьем положении многоходового клапана соединено с резервуаром для перфузионной жидкости и, по меньшей мере, в одном-дрегом положении - с соответствующим резервуаром для медикамента.
При этом в соответствии с изобретением может быть предусмотрен резервуар для быстродействующего инсулина, резервуар для медленнодействующего инсулина и резервуар для повышающего сахар крови гормона.
Усовершенствованный пример выполнения изобретения предусматривает то, что резервуар для перфузионной жидкости и резервуары для медикаментов являются легко деформируемыми пакетами из синтетического материала и вместе с многоходовым клапаном и соответствующими соединительными трубками образуют сменный узел. Тем самым может применяться необходимое, определяемое на основании измеренной величины концентрации определяемой субстанции, количество медикамента с помощью уже введенной подкожной иглы без утомления пациента другими проколами. После того, как резервуар для перфузионной жидкости или резервуар для медикамента опорожнен, они могут совместно с многоходовым клапаном и необходимыми соединительными трубками как единое целое заменяться новыми.
При этом в примере выполнения изобретения предусмотрено то, что сменный узел с помощью герметичного соединения, предпочтительно с помощью перегородки прокола или уплотнительного кольца круглого сечения, соединен с нагнетательно-отсасывающим средством, причем внутрен- нее пространство расположенного между многоходовым клапаном и герметичным соединением участка соединительной трубки соответствует объему, по меньшей мере, хода всасывания. Расположенный между перегородкой и уплотнительным кольцом круглого сечения участок трубки по причине его внутреннего объема может полностью воспринимать ход всасывания, благодаря чему присоединяемое нагнетательно-отсасывающее средство не загрязняется. Необходимый объем может быть реализован или с помощью намотанной капиллярной трубки, или с помощью соответствующих вместительных расширений в трубке, причем капиллярная трубка, разуемеется, имеет преимущество, заключающееся в том, что она полностью обеспечивает функционирование устройства независимо от положения, так как столбик жидкости в капиллярах не непреднамеренно смешивается с воздухом.
Чтобы надежно предотвратить загрязнение нагнетательно-отсасывающего средства, предусмотрено то, что сменный узел между герметичным соединением и многоходовым клапаном имеет деформируемую прилагаемым давлением эластичную мембрану. Можно также вместо мембраны использовать газопроницаемый бактериаль- ный фильтр, который является непроницаемым для жид;дкостей.
Если устройство в течение длительного времени должно оставаться на пациенте, то достигается преимущество, если между коническим штекерным соединением для многоходового клапана и аналитическим устройством предусмотрены деформируемая соединительная трубка и электрическое соединение. В данном случае подкожная игла и анализатор образуют совместно узел, который подвижно соединен с содержащим остальные компоненты устройства корпусом.
Для случая, когда не вся использованная перфузионная жидкость может отводиться в ткань, предпочтительно, если предусмотрен приемный резервуар для перфузионной жидкости, который с помощью положения многоходового клапана соединен с нагнетающим и всасывающим устройством.
Таким образом, нагнетающее и всасывающее устройство без чистки и технического обслуживания в течение длительного времени может оставаться в корпусе, благодаря чему может использоваться управляемый с помощью микропроцессора прецизионный насос, который удовлетворяет высоким требованиям с точки зрения надежности и повторяемости. Одновременно микропроцессор управляет также многоходовым клапаном, причем на соответствующем дисплее для использователя появляются лишь указания как, например, "насадить иглу", "ввести иглу", "удалить иглу" и т.д.
Применением медленно действующего инсулина, быстродействующего инсулина, а также повышающей сахар крови субстанции предпочтительно можно управлять с помощью микропроцессора блока оценки. При этом достигается преимущество, если величины сахара в ткани и введенное количество инсулина накапливаются по возможности в течение длительного времени в запоминающем устройстве, чтобы в течение времени можно было усовершенствовать с помощью эффекта обучения рассчитанные алгорится для введения инсулина. Можно также управлять производительностью нагнетания и всасывания с помощью микропроцессора таким образом, что маркерная величина, например удельная проводимость, в основном, остается постоянной. После достижения желаемого уравновешивания в пределах от 5 до 20% концентрации ткани всасывающее устройство возможно может быть отключено.
Кроме того, в соответствии с изобретением предусмотрено то, что с целью быстрого изменения направления потока перфузионной жидкости нагружения во время режима нагнетания прецизионного насоса пониженным давлением насосная камера в режиме всасывания может быть соединена в другом положении клапана с помощью соединительной трубки с подкожной иглой.
Прежде всего тогда, когда анализатор с помощью гибкой соединительной трубки соединен с корпусом устройства и имеются длинные пути прохождения сигнала, в соответствии с изобретением предусмотрено то, что в анализаторе смонтирован предварительный усилитель.
Во всех примерах выполнения анализатор для лучшего перемешивания измеряемой жидкости на стороне входа может иметь устройство для изменения поперечного сечения потока, например, в форме утолщения, которое выступает в поток перфузата и завихряет перфузионную жидкость.
Для лучшей защиты результатов измерения анализатором вначале определяется концентрация маркерной величины, затем концентрация интересующей субстанции и затем, по меньшей мере, еще раз концентрация маркерной величины или по двум независимым измерительным контурам могут измеряться одновременно или непрерывно маркерная величина и концентрация интересующей субстанции и из результатов этих измерений может рассчитываться фактическая концентрация интересующей субстанции, например сахара в ткани.
Наконец, в соответствии с изобретением предусмотрено то, что в анализаторе предусмотрены комбинированный чувствительный элемент для определения ионов или удельной проводимости, а также чувствительный элемент для определения глюкозы, причем анализатор с комбинирован- ными чувствительными элементами имеет объем заполнения около 10 мкл или менее.
На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2 и 3 - примеры выполнения в соответствии с фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - примеры выполнения устройства в деталях; на фиг. 6 - график измерений.
Представленное на фиг. 1 устройство имеет закрепленную на корпусе 1 одноканальную подкожную иглу 2 с торцовым отверстием, в стенке которой расположены отверстия 3 для расположенной вокруг ткани 4. В корпусе 1 расположено состоящее из поршневого насоса 5 и рычажного устройства 6 нагнетательно-отсасывающее средство 7 для подачи рефузионной жидкости. В соединительной трубке 8 между поршневой камерой 9 поршневого насоса 5 и внутренним каналом 10 подкожной иглы 2 непосредственно с выходом подкожной иглы 2 сопряжен анализатор 11 с не показанными здесь более подробно чувствительными элементами для регистрации концентрации измеряемой субстанции и маркерных величины перфузионной жидкости.
Перемещаемый с помощью нажимной кнопки 12 в направлении нагнетания поршень 13 поршневого насоса 5 вытесняет несколько микролитров перфузионной жидкости из поршневой камеры 9, причем перфузат на своем пути к подкожной игле 2 проходит анализатор 11 с целью калибровки нуля. Одновременно сжимается прилегающая к корпусу 1 и нажимной кнопке 12 пружина 14. Благодаря небольшим перемещениям при нагнетании на рычажном устройстве может обеспечиваться дополнительное неоднократное изменение направления потока перфузата во внутреннем канале 10 подкожной иглы 2, благодаря чему достигается достаточное уравновешивание. После отпускания кнопки 12 рычажного устройства 6 с помощью пружины 14 осуществляется ход всасывания и частично уравновешенный перфузат вновь соприкасается с анализатором 11 и измеряется.
Чтобы предотвратить смешивание уже уравновешенного перфузата и свежего перфузата из поршневой камеры 9, в соединительной трубке 8 расположен многоходовой клапан 15, с помощью которого через отверстие 16 в корпусе 1 может всасываться воздушный пузырь 17 для разделения различных жидкостей в соединительной трубке 8.
Через присоединенный к анализатору 1 блок оценки 18 и дисплей измеренные величины попадают к индикаторному устройству.
В представленном на фиг. 2 примере выполнения нагнетательно-отсасывающее средство 7 состоит из прецизионного насоса 20, поршень 13 которого приводится в действие с помощью шагового электродвигателя 21. Управление отдельными перемещениями при нагнетании и всасывании прецизионного насоса 20, а также соответственно необходимыми положениями многоходового клапана 15 осуществляется с помощью микропроцессора 22. В то время как в конструкции в соответствии с фиг. 1 резервуар для перфузионной жидкости реализуется с помощью поршневой камеры 9 поршневого насоса, в данном случае отдельный резервуар 23 для перфузионной жидкости и резервуар 24 для вводимого медикамента образуют совместно с многоходовым клапаном 15 сменный узел 25, который с помощью участка 26 соединительной трубки 8 соединен с прецизионным насосом 20.
Чтобы защитить прецизионный насос 20 от загрязнений, перед перегородкой 27 может быть установлена эластично деформируемая мембрана 43.
При использовании более одного медикамента с целью коррекции установленного нарушения можно было бы устанавливать несколько резервуаров 24 для медикаментов. Так, например, в случае измерения сахара можно было бы устанавливать резервуар для быстродействующего инсулина, другой резервуар для медленнодействующего инсулина и еще рдин резервуар для медикамента с целью повышения сахара крови, например глюкагона.
Участок 26 соединительной трубки 8 закрыт перегоподкой 27, с помощью которой узел 25 присоединяется к оснащенному иглой 28 рабочему пространству 29 прецизионного насоса 20. При этом прецизионный насос может быть выполнен по аналогии с известными микролитровыми пипетками, например, в виде колбы, которая уплотнена относительно корпуса с помощью одного или нескольких колец круглого сечения.
Можно также использовать другие насосы, например роликовый насос, который сжимает деформируемый рукав, мембранный насос, или напорный резервуар со сжатой средой. Удобное место для расположения роликового насоса 44 имелось бы на выполненном деформируемом участке 26 трубки, так как здесь могут осуществляться процессы всасывания и нагнетания, не перекачивая непреднамеренно жидкость в иглу 2 или не выполняя других лишних функций.
Размеры внутреннего пространства участка 26 трубки между клапаном 15 и перегородкой 27 выбраны таким образом, что может восприниматься объем хода всасывания прецизионного насоса, не загрязняя прецизионный насос 20 с его остающимися в корпусе 1 деталями одной из перекачиваемых сред. С помощью клапана 15 прецизионный насос 20 в определенных рабочих положениях может соединяться с подкожной иглой 2, резервуаром 23 для перфузионной жидкости, с резервуарами 24 для медикаментов, а также с отверстием 16 для подачи наружного воздуха.
Кроме того, можно также с помощью клапана 15 и показанной на фиг. 2 пунктиром соединительной трубки 40 соединить подкожную иглу 2 с расположенной за поршнем 13 поршневой камерой 41 насоса 20. В этом случае созданное во время хода нагнетания в поршневой камере 41 пониженное давление обеспечивает быстрое изменение направления потока перфузата в подкожной игле 2.
Аанализатор 11 с чувствительным элементом 31 для определения ионов или удельной проводимости и с чувствительным элементом 32 для определения глюкозы соединено со сменным узлом 25 с помощью конического штекерного соединения 30, предпочтительно с помощью мундштучного замка. С помощью конического штекерного соединения 30 такой же конструкции подкожная игла 2 соединена с анализатором 11.
При этом автоматически может осуществляться также электрическое соежинение 34 между анализатором 11 с чувствительным элементом 32 для определения глюкозы и измерителем 31 удельной проводимости с одной стороны и блоком 18 оценки, причем речь могла бы идти, например, о штекерном соединении или скользящем контакте 35. Микропроцессор 22 с помощью линии 40 соединен с блоком 18 оценки.
По меньшей мере, в один резервуар 24 для применяемого медикамента (инсулина) или в отдельный резервуар может добавляться небольшое количество измеряемой субстанции (глюкозы), а также маркерной субстанции (например, хлорида натрия), причем их концентрация находится в диапазоне обычно наблюдаемых концентраций.
На фиг. 3 показан другой возможный пример выполнения устройства, который специально разработан для того, чтобы обеспечить более длинное соединение искусственной поджелудочной железы с пациентом. Этот пример выполнения отличается, в основном, от показанного на фиг. 2 только тем, что между штекерным соединением 30, которое создает соединение с многоходовым клапаном 15, с одной стороны, и устройством 11, с другой стороны, имеется гибкая соединительная трубка 33, так что игла 2, которая в одном случае может состоять, например, из мягкого атрауматического материала, легко может размещаться в подкожной ткани, а остальное устройство закрепляется в другом месте на теле. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что изменения положения устройства не оказывают на иглу 2 никакого тянущего или сжимающего усилия. Устройство 11 по возможности должно быть расположено вблизи подкожной иглы, причем штекерное соединение 30 между устройством 11 и иглой 2 позволяет заменять устройство 11, а игла 2 несмотря на это может оставаться в ткани. В другом случае устройство 11 могло бы быть соединено также непосредственно с иглой 2. Наряду с транспортирующей жидкость соединительной трубкой 33 должно иметься также электрическое соединение 34 с блоком 18 оценки, например электрические контакты 35, например штекерное соединение или скользящие контакты, которые замыкаются одновременно с присоединением штекерного соединения 30. Если сигналы от устройства 11 часто очень слабы и подвержены воздействию помех, то в устройстве 11 может быть размещен также предварительный усилитель 36. С целью лучшего перемешивания перфузата перед измерением на входе устройства 11 может быть расположено утолщение 39 для изменения поперечного сечения потока.
Для более длительного оставления устройства в теле при использовании, например, в качестве искусственной поджелу- дочной железы или в качестве другой системы "с замкнутой обратной связью" может быть благоприятным также создание дополнительного приемного резервуара 37, который после измерения принимает использованный перфузат, чтобы не нужно было перекачивать его в тело. Этот приемный резервуар 37 может быть также изготовлен из легко деформируемого материала. Кроме того уплотнительное кольцо 38 круглого сечения может использоваться вместо прокалываемой перегородки 27 и иглы 28, причем благодаря установке закрывающейся крышки, которая на чертеже не показана, может обеспечиваться стерильность перед насадкой сменного узла 25. Эта закрывающаяся крышка удаляется лишь непосредственно перед установкой угла 25 в устройство.
Как показано на фиг. 4-5, подкожная игла 2 в зоне фронтального отверстия 2 может иметь шлицеобразное расширение 42, благодаря чему точно так же увеличивается поверхность обмена подкожной иглы 2. В соответствии с фиг. 4 расширение может также примыкать непосредственно к фронтальному отверстию 2 .
В работе предлагаемого устройства можно представить следующие автоматически протекающие ступени:
1. Прежде чем подкожная игла 2 будет введена в тело, через устройство 11 направляется раствор, который содержит примерное количество определяемой субстанции и маркерной субстанции, которое затем ожидается при актуальном измерении, благодаря чему может определяться крутизна характеристики чувствительных элементов. Для этого, например, в раствор медикамента, например инсулина, может добавляться определяемая субстанция, например глюкоза, и маркерная субстанция, например хлорид натрия. Затем через клапан 15 всасывается воздух и соединительная трубка 8, а также устройство 11 очищается путем выталкивания воздуха. Затем перфузат, который свободен от определяемой субстанции и марекерной субстанции, нагнетается через устройство 11, чтобы произвести точную установки на нуль.
2. После насаживания и введения подкожной иглы перфузат нагнетается в иглу и очень быстро к подкожной игле прикладывается пониженное давление, чтобы вновь получить закаченный в иглу перфузат, прежде чем он сможет просочиться в тело. Возможно дополнительно в результате небольших перемещений при нагнетании перфузат во внутреннем канале подкожной иглы может совершать возвратно-поступательные движения, пока не будет достигнуто частичное уравновешивание. В процессе последующего хода всасывания измеряется концентрация интересующей субстанции, например глюкозы, и маркерной величины, например удельной проводимости, как меры степени уравновешивания.
3. Инертный перфузат может затем нагнетаться в тело или как показано на фиг. 3 в собственный приемный резервуар.
4. Затем переключается многоходовой клапан и необходимое количество медикамента, например инсулина, или также повышающей содержание сахара в крови субстанции, например глюкогона, нагнетается в ткань. При этом также микропроцессором 19 на основании собранных измеряемых величин может рассчитыватьчя оптимальное количество медикамента без участия пациента, пациент затем может подтвердить предложенное количество медикамента путем нажатия кнопки.
5. После применения медикамента с помощью клапана 15 еще раз создается соединение для наружного воздуха или с резервуаром для перфузионной жидкости и остаток медикамента с перфузионной жидкостью или с воздухом вымывается из подкожной иглы в ткань.
6. При использовании устройства в качестве искусственной поджелудочной железы игла может оставаться в теле, а процесс измерения и применения инсулина может повторяться через надлежащие интервалы, причем игла благодаря периодическому промыванию перфузионным раствором может содержаться свободной от засорений и к перфузионному раствору могут добавляться также препятствующие свертыванию вещества.
На практике оказались пригодными следующим объемы, отрезки времени и давления, чтобы добиться по возможности быстро достигаемого уравновешивания перфузионной жидкости с тканью:
- инъекция примерно от 20 до 150 мкл, а лучше всего примерно от 50 до 100 мкл перфузионной жидкости с помощью подкожной иглы с наружным поперечным сечением около 0,4 мм и длиной от 10 до 20 мм примерно в течение 1 с;
- немедленное приложение пониженного давления от 200 до 700 миллибар, предпочтительно 400 миллибар (или абсолютного давления от 300 до 800 миллибар, предпочтительно 600 миллибар);
- в течение 20 с это приводит внутри чувствительного элемента емкостью около 10 мкл к уравновешиванию в пределах от 5 до 20%, причем необходимо избегать всасывания воздуха путем выбора правильного давления.
На фиг. 5 показана приблизительно экспоненциальная характеристика уравновешивания на чувствительном элементе, причем наблюдавшаяся математическая функция предназначена для рассчета фактической концентрации измеряемой субстанции. Пунктирные линии показывают достигнутое по истечение 10 или 40 секунд уравновешивания в 5% или 10% тканевой жидкости. С помощью управления нагнетательно-отсасывающим средством степень уравновешивания может поддерживаться постоянной, как это показано, например, пунктирной линией.
Формула изобретения: 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ОРГАНИЧЕСКОЙ ТКАНИ, содержащее подкожную иглу с торцевым отверстием и одним или несколькими отверстиями в боковой стенке, соединенную каналом с анализатором, выход которого подсоединен к нагнетательно-отсасывающему средству, блок оценки, многоходовой клапан и резервуар для перфузионной жидкости, отличающееся тем, что подкожная игла выполнена одноканальной, анализатор с обеих сторон соединен с разъемными соединениями для связи с подкожной иглой и нагнетательно-отсасывающим средством и снабжен электрическим контактом для связи с блоком оценки, многоходовой клапан установлен в соединительной трубке и подключен к ней двумя каналами между нагнетательно-отсасывающим средством и анализатором, а третий канал многоходового клапана сообщен с резервуаром для перфузионной жидкости.
2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен дополнительный резервуар для медикамента, сообщенный с четвертым каналом многоходового клапана, пятый канал которого сообщен с атмосферой.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие в боковой стенке выполнено в виде шлицеобразного расширения.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено в виде поршневого насоса нагнетательно-отсасывающее средство связано с аккумулятором энергии, выполненным в виде пружины, размещенной соосно со штоком поршневого насоса между корпусом и установленной на конце штока кнопкой.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введены дополнительные резервуары для медленнодействующего инсулина и для гормона, повышающего содержание сахара в крови, связанные с дополнительными каналами многоходового клапана, а в качестве резервуара для медикамента использован резервуар для быстродействующего инсулина.
6.Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что резервуары для медикаментов, для медленнодействующего инсулина, для гормона и для перфузионной жидкости выполнены в виде пакетов из синтетического материала и вместе с многоходовым клапаном и соединительными трубками составляют сменный узел.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что сменный узел соединен с поршневым насосом через герметичное соединение, содержащее прокалываемую герметичную перегородку или уплотнительное кольцо круглого сечения.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в него введена закрепленная в сменном узле между многоходовым клапаном и герметичным соединением эластичная мембрана.
9.Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введена деформируемая соединительная трубка и электрическое соединение, при этом трубка подключена между коническим штекерным соединением для связи с поршневым насосом и анализатором, а электрическое соединение - между предварительным усилителем, установленным в анализаторе, и электрическим контактом для связи с блоком оценки.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен микропроцессор, выход которого соединен с управляющим входом электродвигателя, механически связанного с поршневым насосом.
11.Устройство по п.1, отличающееся тем, что в анализаторе дополнительно установлены чувствительный элемент для определения содержания ионов или удельной проводимости и чувствительный элемент для определения содержания глюкозы.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на входе анализатора установлено средство для изменения поперечного сечения входного канала, выполненное в форме утолщения.
13.Устройство по п.11, отличающееся тем, что анализатор имеет объем заполнения около 10 мкм.