Спосіб взяття крові пацієнта для аналізу
Даний винахід відноситься до медицини, а саме способів забору капілярної крові пацієнта для подальших аналізів. Спосіб забору крові шляхом безконтактної перфорації стерилізованого шкірного покриву пальця під час взяття крові пацієнта для аналізу здійснюється висококонцентрованим лазерним випромінюванням при дії ербієвим лазером довжиною хвилі 2,7 - 3,0 мкм. Палець попередньо фіксують натисканням у зоні взяття крові зусиллям 0,8 - 1,8 Н, візуалізують положення фокусу лазерного випромінювання та місце проколювання "пілотним" джерелом світла. Фокусують випромінювання у фокальну пляму витягнутої форми у вигляді вузької смужки з чіткими межами довжиною 0,8 - 1 мм та шириною 0,1 - 0,12 мм для здійснення перфорації, оточеної рівномірним ореолом, шириною 0,2 мм від фокальної плями для здійснення стерилізації. , і виробляють одночасну стерилізацію та перфорацію в багатомодовому режимі вільної генерації при тривалості імпульсу 100 - 150 мкс та енергії (0,2-0,4)10% Дж. Спосіб взяття крові за допомогою лазерної перфорації дозволяє виключити можливість перенесення інфекційних захворювань, швидше загоєти рани, виключити стерилізацію механічних скарифікаторів, стандартизувати процедуру взяття крові. 3 іл., 1 табл.
Даний винахід відноситься до медицини, а саме способів забору капілярної крові пацієнта для подальших аналізів і пристроїв для взяття крові з використанням лазерної перфорації.
Відомий спосіб забору крові шляхом перфорації шкірного покриву висококонцентрованим лазерним випромінюванням (ербієвим лазером) довжиною хвилі 2,7-3,0 мкм, тривалістю імпульсу 10 -5 - 10 -3 секунди та енергією від 0,1 Дж до 5,0 Дж (1 ).
Недоліком відомого способу є те, що під час проведення перфорації пальця пацієнта складно забезпечититочність фокусування лазерного випромінювання в задану точку на пальці, що призводить до посилення больових відчуттів у момент проколу та зменшення кількості крові, що витікає з мікрорани.
Усунення вищевказаних недоліків є завданням способу, що заявляється Вказана задача вирішується наступним чином.
У способі забору крові шляхом безконтактної перфорації шкірного покриву пальця при взятті крові пацієнта для аналізу висококонцентрованим лазерним випромінюванням при дії ербієвим лазером довжиною хвилі 2,7 - 3,0 мкм, попередньо фіксують палець натисканням у зоні взяття крові зусиллям 0,8-1,8 H, візуалізують положення фокусу лазерного випромінювання та місце проколювання "пілотним" джерелом світла, фокусують випромінювання у фокальну пляму витягнутої форми у вигляді вузької смужки з чіткими межами довжиною 0,8-1 мм і шириною 0,1-0,12 мм для здійснення перфорації , оточену рівномірним ореолом, шириною 0,2 мм від фокальної плями для здійснення стерилізації, і виробляють одночасну стерилізацію та перфорацію в багатомодовому режимі вільної генерації при тривалості імпульсу 100-150 мкс та енергії (02,-0,4)10% Дж.
Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена блок-схема пристрою для перфорації шкіри; на фіг. 2 - загальний вигляд пристрою фіксації пальця пацієнта; на фіг. 3 – схема можливої установки пальця пацієнта на упор.
Заявляється спосіб здійснюється наступним чином.
Використання лазера як скальпеля давно відоме і широко використовується в медицині. Але при взятті крові на аналіз, одна з основних переваг скальпеля - виробляти майже безкровний розріз, оскільки з розсіченням тканин коагулюють краї рани, як би "заварюючи" дрібні судини, стає негативним фактором.
Для визначеннярежимів забору крові були проведені дослідження особливостей формування рани в шкірі випромінюванням YAG:Er 3+ - лазера, що працює як у режимі вільної генерації, так і з модуляцією добротності. В результаті досліджень оцінювався характер взаємодії лазера на шкіру пальця пацієнтів з одного і того ж четвертого пальця кисті в типовому для цього дослідження місці, з позицій морфології, гістологічних досліджень та ін. подальшого забору крові. Перфорація шкіри відбувалася при густині випромінювання лазерного променя на поверхні тканини в межах 10-16 Дж/см.
Була виміряна питома маса, що виноситься. У режимі вільної генерації вона становила 540 мкг/Дж, а режимі модуляції добротності - 480 мкг/Дж. Найменша величина маси у другому випадку обумовлена, мабуть, великим поглинанням лазерного випромінювання в ерозійному факелі, де можливе утворення плазми. Іншою причиною, що знижує ефективність абляції при модуляції добротності, може бути ефект просвітлення води, що міститься в біотканинах.
Морфологічні дослідження показали, що ширина зони теплових ушкоджень становить 10.50 мкм у разі вільної генерації (тривалість імпульсу 100 мкс) та 5.10 мкм у разі модульованої добротності, тобто. в обох випадках значно перевершує як глибину проникнення випромінювання в тканину (-1 = 1. 3), так і довжину теплової дифузії (5 мкм і 0,2 мкм, відповідно для u = 100 мкс і 100 нс). Очевидно, таке розбіжність експерименту з простими теоретичними оцінками пояснюється наявністю " розплавленої " тканини на стінках рани.
Тривалість імпульсу була обрана 100-150 мкс з таких міркувань: одержати величину менше100 мкс проблематично через технічні характеристики лазера; при величині більше 150 мкс процес випаровування перетворюється на процес плавлення, але це призводить у своє чергу збільшення ширини зони термічного впливу.
Рівень енергії змінювався залежно від характеру шкіри. Кровотеча з утвореного перфораційного отвору була вільною в обсязі, достатньо для гематологічних досліджень, визначення кислотно-лужної рівноваги, вмісту глюкози та протромбінового часу. Максимальний обсяг, який вдалося зібрати без гемолізу, становив 1000 мкл. Взяття крові, що виділяється, здійснювалося за допомогою скляного лабораторного обладнання. В результаті досліджень було визначено оптимальні режими енергії лазерного випромінювання, які наведені у таблиці.
Таким чином, як бачимо з таблиці, оптимальними режимами є режими енергії лазерного випромінювання - (0,2 -0,4)10% Дж.
Для кращої орієнтації місця впливу лазерним променем були передбачені візуалізація положення фокусу лазерного випромінювання за рахунок використання "пілотного" джерела світла для візуалізації положення фокусу "робочого" випромінювання, і фіксація пальця щодо візуалізованого положення фокусу "робочого" випромінювання, за рахунок натискання 8-1,8 H лаборантом пальця пацієнта в зоні взяття крові, щоб додатково забезпечити початковий добрий кровотік після перфорації.
Таким чином, при використанні лазерного променя стадія формування профілю лунки включає наступні етапи: стадія стерилізації шкірного покриву пальця при дії плазмового каналу лазерного випромінювання. Температура плазмового факелу досягає 10 000 o C, тому відбувається миттєва стерилізація поверхні шкіри пальця, що створює можливість формування "ювенільного"надрізу", вільного від будь-яких інфекцій; - стадія перфорації з утворенням перфорованого надрізу з утворенням "ювенільно чистих поверхонь"; - стадія виходу краплі крові на поверхню пальця, що визначається природним перебігом рідини через надріз, та діапазоном механічного тиску на палець пацієнта.
Результати експериментів були використані при створенні медичного лазера для безконтактного забору крові, що забезпечує бактерицидну дію.
Виходячи з вимог простоти та надійності лазера та проведених досліджень, було обрано багатомодовий режим вільної генерації. У конструкції приладу було враховано всі основні вимоги до приладів такого призначення: довжина хвилі – 2,94 мкм; тривалість імпульсу 100-150 мікросекунди та енергією (0,2 - 0,4)10% Дж; фокусування випромінювання у фокальну пляму сильно витягнутої форми (смуга довжиною 0,8 - 1,8 мм і шириною 0,1-0,12 мм) з рівномірним ореолом, шириною 0,2 мм від фокальної плями, щоб забезпечити хороший кровотік, загоєння рани та стерилізацію; використання "пілотного" джерела світла для візуалізації положення фокусу "робочого" випромінювання.
Конструкція перфоратора складається з квантрона - YAG:Er 3+ - лазера 1, зарядного пристрою 2, блоку накопичувальних конденсаторів 3, схеми підпалу 4, схеми керування 5, ламп 6 і 7, що утворюють "пілотне" джерело світла, пульта керування 9 та пристрої для фіксації пальця пацієнта, розміщених в одному корпусі та зовнішнього блоку живлення 8.
Енергія імпульсу лазерного випромінювання залежить від енергії спалаху імпульсної лампи 1 (фіг. 1) лазерного випромінювача.
Зарядний пристрій 2 здійснює зарядку блоку накопичувальних конденсаторів 3 до необхідної напруги.
Регулювання енергії здійснюється шляхом зміни напруги зарядублоку накопичувальних конденсаторів 3.
Для виникнення спалаху необхідно іонізувати газ усередині лампи лазерного випромінювача 1. Іонізація газу здійснюється імпульсом високої напруги, формування якого служить схема підпалу 4.
Схема керування 5 виконує такі функції: - керує роботою зарядного пристрою 2; - задає та контролює рівень напруги на накопичувальному конденсаторі 3; - формує керуючий сигнал для роботи схеми підпалу 4; - Формує сигнал звукової та світлової індикації.
Лампи 6 і 7 утворюють систему підсвічування - "пілотне" джерело світла.
Для живлення електричної схеми перфоратора є зовнішній блок живлення 8.
Вибір рівня енергії імпульсу лазерного випромінювання здійснюється за допомогою пульта керування 9.
При конструюванні приладу велику увагу було приділено безпеці його використання для лаборанта: промінь лазера не повинен відбиватися від жодних поверхонь і предметів.
Пристрій для фіксації пальця складається з опори 10, що дозволяє розміщувати і фіксувати на ній палець пацієнта при перфорації шкіри в обраному місці, крім того, у вихідному стані опора перешкоджає випадковому виходу лазерного випромінювання за межі захисного кожуха 11, 12, виконаного з тонованого органічного скла. Пружина 13 забезпечує плавне переміщення осі 14 з опорою 10 вертикальному напрямку, що дозволяє правильно вибрати місце проведення перфорації шкіри незалежно від розмірів пальця пацієнта. Пружина та вісь укладені в корпус 15. Гвинт 16 служить для демонтажу пристрою. Крім того, захисний кожух складається з двох частин: одна з яких захищає 11 об'єктив випромінювача 17 і обмежує вплив яскравого спалаху світла на лаборанта і пацієнта в момент проведення перфорації, а інша12 - у закритому стані захищає об'єктив випромінювача від пошкодження та пилу, а у відритому, як показано на фіг.2, додатково, - від випадкового виходу променя.
Пристрій відрізняється простотою обслуговування. Лаборант вибирає режим перфорації в залежності від типу шкіри - 02,-0,4 Дж, потім встановлює палець 18 на опору 10 і робить його фіксацію щодо "пілотного" джерела світла (фокусує промінь на шкірі пацієнта таким чином, щоб дві смуги 19, що світяться, перехрестилися ) із зусиллям 0,8-1,8 H в залежності від типу шкіри та по приходу перфоратора в режим "готовності" виробляє перфорацію.
При необхідності лаборант робить легке натискання на м'якоть, щоб з'явилися краплі крові.
Використання взяття крові за допомогою лазерної перфорації дозволяє: - виключити можливість перенесення таких інфекційних захворювань, як СНІД та вірусний; - швидше загоєти рани; - виключити стерилізацію механічних скарифікаторів; - стандартизувати процедуру взяття крові.
Джерела інформації 1. Заявка з позитивним рішенням видачу патенту на винахід N 4757882/14, пріоритет 19.10.89 р.
Спосіб взяття крові пацієнта для аналізу шляхом безконтактної перфорації, стерилізованого шкірного покриву пальця висококонцентрованим лазерним випромінюванням при дії ербієвим лазером довжиною хвилі 2,7 - 3,0 мкм, який відрізняється тим, що попередньо фіксують палець натисканням в зоні взяття крові зусиллям 1 ,8 Н, візуалізують положення фокусу лазерного випромінювання і місце проколювання "пілотним" джерелом світла, фокусують випромінювання у фокальну пляму витягнутої форми у вигляді вузької смужки з чіткими межами довжиною 0,8 - 1 мм і шириною 0,1 - 0,12 мм здійснення перфорації, оточеної рівномірним ореолом, шириною 0,2 мм відфокальної плями для здійснення стерилізації та виробляють одночасну стерилізацію та перфорацію в багатомодовому режимі вільної генерації при тривалості імпульсу 100 - 150 мкс та енергії (0,2 - 0,4) 10% Дж.