CZ20003736A3 - Zařízení na podávání léčiv s počítačem řízeným tlakem a silou - Google Patents

Description

'« Oblast techniky * Vynález se obecně týká zdokonalení podávání léčiv, a zejména se týká zařízení pro podkožní vstřikování nebo odsávání pro účely podávání léčiv s pomocí injekčních stříkaček, zajišťujících přerušované, epizodické nebo omezené podávání léčiv (na rozdíl od kontinuálního přivádění léčiv u injekčních stříkaček).

Konkrétněji se předmět tohoto vynálezu týká zdokonalených prostředků na podkožní vstřikování a odsávání léčiv nebo tekutin, přičemž poskytuje prostředky a způsob řízení a sledování vzájemné interakce specifické průtokové rychlosti a tlaku během vstřikování a odsávání tekutiny *' s pomocí hypodermické duté jehly.

Dosavadní stav techniky

Infúzní čerpací zařízení a systémy jsou poměrně všeobecně známé v oblasti zdravotnictví pro použití při podávání nebo dávkování předem stanoveného léčiva pacientovi. Může jít o kompaktní čerpací pouzdra nebo o větší stacionární čerpací jednotky. Podávání předem stanovených léčiv bylo v literatuře popsáno jako podávání léčiv pacientovi • · · · ···· · · · • ····· · · ··· · · • ········ ···· ·· ·· ·· ·· ··· prostřednictvím infúzní trubičky a přidruženého katetru nebo podobně, přičemž se léčivo podává nitrožilně.

Tato zařízení a tyto systémy představují zdokonalení z hlediska zjišťování skutečnosti, zda nejsou infúzní cesty ucpány. Toto ucpání či zablokování by mohlo způsobit zvýšení tlaku v injekční stříkačce. Zařízení a systémy, známé z dosavadního stavu techniky byly zdokonaleny tak, že mohou zjistit a identifikovat předem stanovenou prahovou hranici nebo sledovat tlak pro určení prostředků pro zvolená rozmezí blokovacích tlaků za účelem zajištění bezpečnosti pacienta.

V patentových spisech US 5 295 967, US 4 731 058 a US 5 080 653 jsou popsána zařízení (s injekčními stříkačkami nebo podobnými ústrojími), která jsou přiměřená pro požadované použití při nitrožilním podávání léčiv, a zejména pro sledování překážek nebo ucpávání během infúze. Avšak tato zařízení neposkytují prostředky pro podkožní podávání léčiv prostřednictvím hypodermické jehly. Kromě toho tato zařízení neposkytují prostředky pro odsávání během podávání léčiv, což je z lékařského hlediska hlavní požadavek pro podkožní vstřikování při úsilí o zabránění intravaskulárního umístění hypodermické jehly.

Bolest, poškození tkáně a následné komplikace byly dlouhou dobu tolerovány jako negativní průvodní účinky při používání dosud známých vstřikovacích zařízení pro hypodermické podávání léčiv. To je velmi dobře zdokumentováno jak v literatuře o zubním lékařství, tak i v literatuře o klasické medicíně. Bolest a poškození tkáně jsou přímým důsledkem neřízené průtokové rychlosti ve spojitosti s nadměrnými tlaky, vytvářenými během podávání léčivých roztoků do prostoru tkáně. Bylo zjištěno, že subjektivní bolest, která je závislá na každém příslušném pacientovi, je možno snížit při specifických průtokových rychlostech během podávání léčiva. Rovněž bylo vědecky ověřeno, že určité tlaky (nadměrné jako takové i bez ucpání) způsobují poškození pro specifický typ tkáně.

Je proto velice důležité, aby při podávání tekutin nebo léčiv byla udržována specifická průtoková rychlost ve spojitosti se specifickým tlakovým rozmezím při provádění podkožního vstřikování, čímž lze zabránit subjektivní bolesti pacienta, stejně jako poškození tkáně. Je rovněž nezbytné, aby takovéto zařízení bylo schopno odsávat za řízených podmínek rychlosti a tlaku, a to za účelem odstranění stejných nežádoucích průvodních účinků během pohybu tekutiny.

V patentovém spise US 5 180 371 (Spinello), který je zde uváděn ve formě odkazu, je popsáno řešení, které umožňuje nastavit rychlost podávání léčiva prostřednictvím hypodermické jehly. V tomto patentovém spise však nejsou popsány prostředky pro zjišťování, určování nebo sledování tlaku během podávání léčiva.

V období kolem roku 1980 bylo na základě několika výzkumných prací (viz například Rood: „The Pressure Created by Inferior Alveoar Injections, British Dental J. 144:280-282 (1978); Walton a Abbot: „Periodontal Ligament Injection; a Clinical Evaluation JADA. (říjen 1981); Smith a Walton: „Periodontal Ligament Injection; Distribution of Injected Solution Oral Surg 55:232-238 (1983)) zcela jasně prokázáno, že tlak, vytvářený vstřikovanou tekutinou, je • · · · · • · · nebezpečný pro ochranu poškození tkáně a pro vyvolání bolesti u pacienta.

Variabilita, různé typy kolagenů a hustota tkáně způsobují různou poddajnost a roztažitelnost tkáně. Tyto variability byly zjištěny mezi jednotlivými subjekty. Rood ve svém článku z roku 1978 uvádí, že „vzájemný vztah mezi rychlostí vstřikování a nárůstem tlaku je zcela jasný u malých objemů vstřikování o velikosti například 2,0 ml. Bylo zaznamenáno několik vysokých tlaků a několik neočekávané nízkých tlaků. Celá řada zjištění ukázala vzorec, vyjadřující poškození tkáně, přičemž je možné, že uvedené nízké tlaky vznikaly v důsledku toho, že tekutina nebyl nadále obsažena v pterygomandibilním prostoru, neboť vstřikovaný objem byl obdobný, jako předem odhadnutý objem prostoru tkáně. V důsledku toho se jeví jako pravděpodobné, že rychlost proudění není přímo závislá na tlaku během intersticiálního vstřikování.

Smith a Walton popisují ve svém článku, že byla provedena histologická animální studie (na psech) s využitím způsobu kalibrace manuálně vytvářeného tlaku. Dospěli k závěru, že „Vstřikovaný objem a umístění jehly nebyly vždy závislé na dodávání... Vstřikování při mírném až silném zpětném tlaku poskytovalo hlubší a širší pronikání tekutiny.” Tím se znovu potvrdilo, že tlak je kritickou proměnou při podávání roztoku do tkáně, přičemž objem není vždy závislý na vytvářeném tlaku.

Pashely, Nelson & Pashley ve své práci „Pressures Created by Dental Injections (J. Dent Res 1981) použili tlakového převodníku a pevné průtokové rychlosti, vytvářené • · · · motorem poháněnou tradiční injekční stříkačkou, přičemž bylo zcela jasně zjištěno, že různé tkáně mají různou přizpůsobivost. Variabilita intersticiálního tlaku byla statisticky a klinicky významná dokonce i při pevné průtokové rychlosti. Proto může být učiněn závěr, že bylo dosaženo velkých tlakových změn prostřednictvím měřené průtokové rychlosti.

Pertot a Dejou popisují ve svém článku „Effect of the force developed during periodontal ligament injections in dogs (Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. 1992) jak bylo použito injekční stříkačky, připojené k miniaturnímu silovému převodníku, přičemž byla zjištěna pozitivní korelace mezi počtem osteoklastů a silou, působící na plunžrový píst injekční stříkačky, která způsobovala tlak, vytvářený v prostoru PDL a zvyšující osteoklastickou aktivitu. Tento experiment opět potvrzuje, že tlak je kritickým faktorem pro poškození tkáně, přičemž je závislý na příslušném odporu, a nikoli na průtokové rychlosti roztoku do tkáně.

Jedním z úkolů zubní a klasické medicíny je poskytovat péči pacientům pokud možno co nejhumánnějším a bezbolestným způsobem. Sine qua non každého ošetření je dosáhnout požadovaných výsledků, aniž by došlo k poškození jednotlivce nebo k vyvolání bolesti. Proto je velice významnou potřebou ve všech oblastech chirurgie vyvinout vstřikovací systém, který by mohl být využíván pro podávání tekutin, přičemž by nebyla způsobována pacientovi žádná bolest ani by nedocházelo k poškozování jeho tkáně.

• ·

Podstata vynálezu

Úkolem předmětu tohoto vynálezu je minimalizovat subjektivní bolest a jakékoliv potenciální poškození tkáně pacienta, což je vyvoláváno v důsledku nevhodných tlaků, vytvářených během podávání léčiv prostřednictvím hypodermické jehly.

Dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je dosáhnout těchto výhod s využitím různých zdrojů léčiv, tj. klasických injekčních stříkaček, stejně jako anestetických patron nebo karpulí.

Ještě dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout zařízení, které bude moci lékař snadno používat na základě velice jednoduchého zaškolení.

Ještě dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout zařízení shora uvedeného typu, které by bylo opatřeno součástí v podstatě na jedno použití.

Ještě dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout zařízení, s jehož pomocí je možno provádět nejenom vstřikování, ale rovněž vhodné odsávání a/nebo biopsii, a to se schopností ovládat jak průtokovou rychlost, tak i tlak.

Ještě dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout zařízení které bude automaticky zjišťovat a využívat výstupní nebo vstupní tlak pro řízení parametrů pro jakoukoliv velikost a kombinaci injekční stříkačky, přívodní trubičky nebo jehly.

• · • · · ♦ · · · • · · ··· φ φ •ΦΦΦΦ φφ φφφ φ • ΦΦΦ

Shora uvedené úkoly byly v souladu s předmětem tohoto vynálezu splněny vyvinutím elektronického zařízení pro volitelné vstřikování nebo odsávání tekutiny z těla pacienta, které obsahuje:

nádržku na vstřikování nebo shromažďování uvedené tekutiny, úsek pro dodávání tekutiny, jehož první konec je připojen k uvedené nádržce, a jehož druhý konec je přizpůsoben pro vložení do uvedeného těla pacienta, elektrický hnací mechanizmus, uspořádaný a zkonstruovaný pro vyvozování síly v uvedené nádržce v závislosti na povelech buď v prvním směru, ve kterém je tekutina vstřikována z uvedené nádržky přes uvedené zařízení pro dodávání tekutiny do uvedeného těla pacienta, nebo v druhém směru, ve kterém je tekutina odsávána z uvedeného těla pacienta prostřednictvím uvedeného zařízení pro dodávání tekutiny, snímač pro snímání vnitřního parametru, vyjadřujícího sílu, vyvozovanou uvedeným hnacím mechanizmem, a vnitřních odporů v uvedené nádržce a uvedeného zařízení pro dodávání tekutiny vůči uvedené síle, a řídicí jednotku, připojenou k uvedenému snímači, přičemž uvedená řídicí jednotka obsahuje výpočetní jednotku pro výpočet vstupního a výstupního tlaku na uvedeném druhém konci jako funkce uvedeného vnitřního parametru, přičemž uvedená • ··· • ····· ·· · · · · • · · · ♦ · · · • · · · · · * · · · ·· řídicí jednotka vydává uvedené povely v souladu s uvedeným vstupem.

Uvedená řídicí jednotka s výhodou obsahuje porovnávací zařízení, které porovnává uvedený vstupní a výstupní tlak s předem stanovenou prahovou hodnotou.

Uvedená předem stanovená prahová hodnota je výhodně zvolena tak, aby odpovídala hladině tlaku ve tkáni pacienta, která byla stanovena pro minimalizaci bolesti a/nebo poškození tkáně uvedeného pacienta.

Zařízení podle tohoto vynálezu s výhodou dále obsahuje paměť, ve které jsou uloženy fyzikální charakteristiky uvedeného zařízení na dodávání tekutiny a uvedené nádržky, přičemž uvedená výpočetní jednotka je uzpůsobena pro určování uvedeného vstupního a výstupního tlaku na základě uvedených fyzikálních charakteristik.

Uvedená paměť je dále uzpůsobena pro ukládání tekutinových charakteristik uvedené tekutiny, přičemž uvedená výpočetní jednotka je přizpůsobena pro vytváření uvedeného vstupního a výstupního tlaku na základě uvedených tekutinových charakteristik.

Uvedená nádržka a uvedený úsek pro dodávání tekutiny jsou s výhodou přenosné.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto vstřikovací zařízení pro vstřikování tekutin do tělesné tkáně, které obsahuje:

• ·· · · nádržku na tekutinu, ve které je uložena tekutina, která má být vstřikována, úsek pro dodávání tekutiny, jehož první konec je připojen k uvedené nádržce na tekutinu, a jehož druhý konec je uzpůsoben pro vložení do uvedené tkáně, hnací mechanizmus, uzpůsobený pro vyvozování vnitřního tlaku v uvedené nádržce na tekutinu v závislosti na povelech pro vypuzování uvedené tekutiny pro její proudění uvedeným úsekem pro dodávání tekutiny a ven přes uvedený druhý konec, přičemž uvedená tekutina má výstupní tlak na uvedeném druhém konci, vstupní prvek pro vstup fyzikálních charakteristik alespoň jedné z uvedených tekutin, uvedené nádržky na tekutinu a uvedeného úseku pro dodávání tekutiny, snímač pro snímání vnitřního parametru, vyjadřujícího uvedený vnitřní tlak a odpory zařízení vůči uvedenému vnitřnímu tlaku, a řídicí jednotku, která přijímá uvedené fyzikální charakteristiky a uvedený vnitřní parametr, přičemž uvedená řídicí jednotka obsahuje výpočetní jednotku pro stanovení uvedeného výstupního tlaku na základě uvedených fyzikálních charakteristik a uvedeného vnitřního parametru, přičemž uvedená řídicí jednotka vydává uvedené povely pro zajištění, že uvedený výstupní tlak nepřesáhne bezpečnou úroveň.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje pouzdro, přičemž uvedené pouzdro zahrnuje alespoň část uvedeného hnacího mechanizmu.

Uvedená řídicí jednotka s výhodou obsahuje hlavní mikroprocesor, uzpůsobený pro zpracovávání uvedených fyzikálních charakteristik, a pomocný mikroprocesor, řízený uvedeným hlavním mikroprocesorem pro vydávání uvedených povelů.

Uvedený hnací mechanizmus s výhodou obsahuje motor, řízený uvedeným pomocným mikroprocesorem, a spojovací ústrojí pro připojení uvedeného motoru k uvedené nádržce.

Uvedený snímač· je s výhodou umístěn v uvedeném spojovacím ústrojí.

Uvedený motor a uvedený pomocný mikroprocesor jsou s výhodou umístěny v uvedeném pouzdru.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje montážní úsek pro namontování uvedené nádržky do uvedeného pouzdra.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále rovněž s výhodou obsahuje snímač nádržky, který snímá, zda je uvedená nádržka ve své poloze, přičemž uvedená řídicí jednotka vydává povely poté, kdy snímač nádržky zjistí, že je uvedená nádržka ve své poloze.

Uvedenou nádržkou je s výhodou injekční stříkačka, mající válec a plunžrový píst, který vykonává přímočarý • · · < · « · ··· • · · · · ··· · «

-1-1 · ·········♦· · ······· ··*· ·· ·· ·· _{lt φ} vratný pohyb v uvedeném válci, přičemž uvedený hnací mechanizmus je připojen k uvedenému plunžrovému pístu.

Uvedenou nádržkou může být s výhodou karpule, která má boční stěnu a zastavovací ústrojí, přičemž uvedený hnací mechanizmus obsahuje adaptér, opatřený členem, který je připojen k uvedenému zastavovacímu ústrojí.

V souladu s ještě dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut způsob vstřikování tekutiny do tělesné tkáně, který obsahuje:

opatření nádržky, naplněné uvedenou tekutinou, vypuzování uvedené tekutiny z uvedené nádržky přes zařízení pro dodávání tekutiny do uvedené tkáně, přičemž uvedená tekutina má výstupní tlak na rozhraní mezi uvedeným zařízením pro dodávání tekutiny a uvedenou tkání, sledování uvedeného výstupního tlaku, a snižování průtoku uvedené tekutiny, pokud se uvedený tlak stane nadměrným.

Způsob podle tohoto vynálezu dále rovněž s výhodou obsahuje zjišťování vnitřního parametru, vyjadřujícího síly nebo tlaky v uvedené nádržce, a vypočítávání uvedeného výstupního tlaku na základě uvedeného vnitřního parametru.

Uvedený průtok tekutiny je s výhodou opět obnoven na předem stanovenou úroveň poté, kdy se uvedený výstupní tlak navrátí do normálu.

···· ·· ··· · · » · · • ··* * • · · · · ·· »

Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje plnění uvedené nádržky uvedenou tekutinou před vstřikováním.

Z dosavadního stavu techniky jsou známy snahy, které se pokoušejí o využití tlakového převodníku pro účely měření tlaku v injekční stříkačce (viz například řešení podle patentového spisu US 5 295 967) .

Hlavní nedostatek těchto systémů spočívá v tom, že není možno nastavit průtokovou rychlost a/nebo tlak tekutiny pro účely kompenzování změn odporů v daném systému, nebo v závislosti na výstupním tlaku (výstupním tlakem je označován tlak tekutiny přímo za špičkou jehly v těle pacienta). Kromě toho řešení, známá z dosavadního stavu techniky, neposkytují žádné prostředky pro zjišťování tohoto výstupního tlaku.

Předmět tohoto vynálezu obsahuje zařízení, které je založeno na mikroprocesorech a které měří tlak nebo sílu, vyvozovanou zvnějšku na tkáň, načež je poté toto měření využíváno pro přesné stanovení příslušného výstupního tlaku. Jinými slovy je možno říci, že s využitím specifického softwaru předmětné zařízení sleduje výstupní tlak, přičemž vytváří a udržuje specifickou průtokovou rychlost, a to dokonce i tehdy, pokud v daném zařízení dochází ke změnám odporu.

Předmět tohoto vynálezu rovněž poskytuje zařízení, které automaticky kompenzuje celkový odpor v daném zařízení, a které bylo ověřeno pro ovlivňování průtokových rychlostí a pro měření tlaku. Je možno vyjádřit přesvědčení, že jde o ·· ·· « * · 4 • » · <- ·44 4 • 4

444· >« ·* 4· • · · • · ··· • · · · * · « · • 4 44

4*4 • · • · 4 * ·

4 první zařízení, které má schopnost poskytovat přesně definovanou průtokovou rychlost a požadovaný tlak prostřednictvím zohlednění celkového odporu zařízení. Je zcela zřejmé, že bez této schopnosti nemohou být průtokové rychlosti a výstupní tlaky přesně odvozovány pro různá přenosná ústrojí, sestávající z různých injekčních stříkaček, přívodních trubiček, z jehel různých velikostí, přičemž je používáno tekutin, které mají různé charakteristiky. Zásadním znakem předmětného zařízení je skutečnost, že řídí a sleduje tlak s využitím převodníku, který vytváří parametr zpětné vazby.

Zařízení podle tohoto vynálezu pro podávání kapalin prostřednictvím jejich vstřikování do těla pacienta obsahuje mechanické ústrojí a elektrickou řídicí jednotku. Mechanické ústrojí sestává z hnacího mechanizmu a z části na jedno použití, která sestává z ústrojí na uložení tekutiny, jako je například injekční stříkačka, karpule nebo podobné ústrojí, a z úseku pro dodávání tekutiny, který zahrnuje přívodní trubičku, připojenou k uvedenému ústrojí pro uložení tekutiny a ukončenou jehlou, která je přizpůsobena pro vložení do předmětné tkáně.

Hnací mechanizmus obsahuje pouzdro, ve kterém je uložen motor a montážní prvek pro namontování ústrojí pro uložení tekutiny do pouzdra. Ústrojí pro uložení tekutiny obsahuje plunžrový píst, který vykonává přímočarý vratný pohyb. Za účelem propojení tohoto plunžrového pístu s uvedeným motorem je použito příslušné spojky. Rovněž je velice důležité, že je zde použito převodníku pro snímání síly nebo tlaku, které jsou vytvářeny motorem a uplatňovány plunžrovým pístem v ústrojí pro uložení tekutiny.

···· ··· · · · ·· · · ···· · · • · · · · · · · · · · · • · ···· · · ······ · · · · · · ·

Pokud je použito ústrojí pro uložení tekutiny ve formě karpule, je zde rovněž uspořádán adaptér pro umožnění uložení karpule do stejného montážního prvku. Tento montážní prvek je uspořádán a zkonstruován tak, aby do něj bylo možno bezpečně ukládat injekční stříkačky nebo karpule různých rozměrů a velikostí. Motor, k motoru příslušející spojka a elektronická řídicí jednotka, která bude podrobněji objasněna v dalším, jsou alespoň částečně umístěny v pouzdru z důvodů jejich ochrany.

Elektrická řídicí jednotka je určena pro řízení veškerého provozu předmětného zařízení. Tato řídicí jednotka obsahuje hlavní mikroprocesor, který může být proveden jako klasický osobní počítač nebo jako přenosný osobní počítač, a vnitřní pomocný mikroprocesor, který pracuje na základě povelů od hlavního mikroprocesoru.

Hlavní mikroprocesor zajišťuje propojení s ošetřujícím lékařem a shromažďuje údaje, týkající se mechanického ústrojí. Hlavní mikroprocesor je rovněž opatřen zobrazovacím zařízením, kterého je využíváno pro poskytování instrukcí ošetřujícímu lékaři, a vstupním ústrojím, kterým může být například klávesnice, dotyková obrazovka nebo hlasem aktivovatelné ústrojí pro shromažďování informací od ošetřujícího lékaře. Hlavní mikroprocesor je dále opatřen pamětí, ve které je uloženo několik databank, přičemž je každá databanka přidružena k jednomu z prvků části na jedno použití. V paměti jsou dále rovněž uloženy i další parametry.

Ústrojí pro uložení tekutiny a nastavovací proces je iniciován, přičemž jsou různé provozní parametry vypočítávány • · • · · • · · · • · · · · ·

I · · · · · · · • · · · <

»· ·· · · · · nebo zadávány ošetřujícím lékařem. Lékař rovněž stanoví průtokové rychlosti tekutiny a špičkový výstupní tlak, stejně jako celkové množství tekutiny, které má být podáváno pacientovi. Potom lékař ovládá pneumatické řízení, jako je například nožní pedál, čímž zahajuje proudění tekutiny. Alternativně mohou být povely lékaře zadávány buď elektronicky nebo prostřednictvím hlasových povelů.

Během vydávání tekutiny je výstupu z převodníku využíváno pro výpočet stávajícího výstupního tlaku tekutiny. Pokud tento výstupní tlak dosáhne určité mezní či prahové hranice, je průtoková rychlost tekutiny automaticky snížena, aby bylo zabráněno dosažení nadměrného výstupního tlaku, v důsledku čehož je zajištěno, že pacient netrpí nadměrnou bolestí, a že nedochází k poškození jeho tkáně. V souladu s předmětem tohoto vynálezu je rovněž zajištěno několik výhodných volitelných znaků, jako je například odsávání, čištění, nebo plnění tekutiny se vzduchem nebo bez vzduchu.

Alternativně může být předmětné zařízení provozováno v režimu biopsie, přičemž příslušnými řídícími parametry jsou v takovém případě vstupní tlak a průtoková rychlost odsávané tekutiny.

Během daného procesu jsou ošetřujícímu lékaři konstantně poskytovány okamžité informace o průběhu procesu, a to jak vizuálně, tak i poslechově, přičemž tyto informace obsahují údaje o okamžité průtokové rychlosti, o celkovém vstřikovaném nebo odsávaném objemu, o výstupním nebo vstupním tlaku, stejně jako o dalších rozhodujících parametrech. Pomocný mikroprocesor přijímá povely od hlavního mikroprocesoru a vydává hnací signály, požadované pro ovládání provozu motoru.

• · · ·

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:.

obr. 1 znázorňuje axonometrický pohled, zobrazující hlavní součásti mechanického zařízení podle tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje axonometrický pohled na hnací mechanizmus;

obr. 3 znázorňuje axonometrický pohled na hlavní prvky hnacího mechanizmu;

obr. 4 znázorňuje axonometrický pohled, který zobrazuje, jak jsou jednotlivé prvky hnacího mechanizmu podle obr. 3 umístěny v pouzdru;

obr. 5A znázorňuje půdorysný pohled seshora na pouzdro bez konzoly;

obr. 5B znázorňuje axonometrický pohled na pouzdro bez konzoly;

obr. 6 znázorňuje nárysný pohled na svěrací upínku pro zajištění injekční stříkačky v pouzdru;

obr. 7A znázorňuje půdorysný pohled seshora na plošinu 30 podle obr. 2;

• · · * · · obr. 7B znázorňuje boční nárysný pohled na plošinu 250 podle obr. 2 a podle obr. 6;

obr. 8 znázorňuje boční nárysný pohled v řezu na patronu pro tekutinu, známou z dosavadního stavu techniky;

obr. 9 znázorňuje poněkud schematický boční pohled na adaptér pro použití patrony podle obr. 8 u zařízení podle

obr. 1 až	obr	'. 7;
obr.	10	znázorňuje	blokové	schéma elektronické	řídicí
jednotky;
obr.	11	znázorňuje	obecný	postupový diagram	provozu

řídicí jednotky podle obr. 10;

obr. 12A znázorňuje typickou obrazovku, zobrazující různé možné volby pro prvky části na jedno použití;

obr. 12B znázorňuje typickou obrazovku, uvádějící sumarizaci provozních charakteristik a parametrů prováděného procesu;

obr. 13 znázorňuje typickou obrazovku, kterou má lékař k dispozici během nastavovacího procesu;

obr. 14 znázorňuje graficky řídicí signály, odvozené od nožního pedálu;

obr. 15A znázorňuje typickou křivku proudění tekutiny v závislosti na čase;

• · • · · · • ······· ···· · · «· · · ·· · obr. 15B znázorňuje v závislosti na čase;

typickou křivku výstupního tlaku obr. 16A znázorňuje křivku proudění tekutiny v závislosti na čase, pokud výstupní tlak přesáhne stanovenou prahovou hodnotu;

obr. 16B znázorňuje křivku výstupního tlaku v závislosti na čase, pokud tento výstupní tlak přesáhne stanovenou prahovou hodnotu;

obr. 17 znázorňuje postupový diagram pro odsávání;

obr. 18 znázorňuje postupový diagram pro plnění injekční stříkačky;

obr. vybavení,	19 znázorňuje injekční nezbytné pro její plnění,	stříkačku a a	příslušné
obr.	20 znázorňuje postupový	diagram pro	stanovení
typických	součástí, přispívajících	ke zjištění	výstupního
tlaku.

Příklady provedení vynálezu

Předmět tohoto vynálezu se týká zařízení pro podávání léčiv, jako jsou například anestetika, nebo provádění odsávání, například pro biopsii, a to účinným a efektivním způsobem, který současně zajistí, že bolest pacienta bude minimalizována. Předmětné zařízení zahrnuje mechanické ústrojí, spolupracující s elektronickým ovládacím ústrojím.

• · · · ·

Mechanické ústrojí je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 1 až obr. 9, zatímco elektronické ovládací ústrojí 150 je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 10 až obr. 18.

Zařízení 10 na podávání léčiv, zkonstruované v souladu s předmětem tohoto vynálezu, zahrnuje hnací mechanizmus 12, přívodní trubičku 14 a držadlo 16, které je ukončeno jehlou 17 . Injekční stříkačka 90 (nebo jiné ústrojí na uložení tekutiny) je uspořádána na hnacím mechanizmu 12, přičemž konec přívodní trubičky 14 je spojen s injekční stříkačkou 90. Hnací mechanizmus 12 pohání plunžrový píst 94 pro účely volitelného vytlačování tekutiny ven přes přívodní trubičku 14, držadlo 16 a jehlu 17, nebo alternativně pro účely nasávání tekutiny dovnitř.

Hnací mechanizmus 12 je spojen s vnější řídicí nebo ovládací jednotkou za účelem volby různých provozních parametrů, což bude podrobněji vysvětleno v dalším. Tato vnější řídicí nebo ovládací jednotka může-být uspořádána na plášti hnacího mechanizmu 12 nebo může být provedena jako samostatná řídicí jednotka 18, spojená s hnacím mechanizmem 12 prostřednictvím kabelu 20. Řídicí jednotkou 18 může být například osobní počítač nebo přenosný počítač. Alternativně může být řídicí jednotka 18 rovněž interní.

Podrobnější detaily hnacího mechanizmu 12 jsou znázorněny na vyobrazeních podle obr. 2 až obr. 5. Jak je znázorněno na obr. 2, tak hnací mechanizmus 12 obsahuje pouzdro 22, které má horní povrchovou plochu 24 a mezilehlou povrchovou plochu 26, umístěnou pod horní povrchovou plochou 24 . Na mezilehlé povrchové ploše 26 pouzdra 22 je vytvořena kolejnička 28, probíhající ve směru podélné osy • · · · • · · · · · · • · · · ·· · · · pouzdra 22. Plošina .30, která je umístěna na kolejničce 28, může vykonávat přímočarý vratný pohyb dopředu a dozadu, a to rovnoběžně s uvedenou podélnou osou, jak bude podrobněji popsáno v dalším.

Na horní povrchové ploše 24 pouzdra 22 jsou vytvořeny dvě rovnoběžné podélné štěrbiny 32 a 34, přičemž je mezi těmito podélnými štěrbinami 32 a 34 vytvořena drážka 36, jak je nejlépe vidět na vyobrazeních podle obr. 5A a obr. 5B. Konce každé z podélných štěrbin 32 a 34 jsou opatřeny bočním rozšířením 38 . Drážka 36 končí v blízkosti příčné štěrbiny 54.

V podélných štěrbinách 32 a 34 se pohybuje svěrací upínka 40. Jak je nejlépe vidět na vyobrazení podle obr. 6, má svěrací upínka 40 těleso 42 v obecném tvaru písmene C, které je ukončeno rameny 44, vybíhajícími vzájemně proti sobě, a dále stojinu 46. Šroub 48 s hlavou 50 prochází průchozím závitovým otvorem (na vyobrazení neznázorněno) ve stojině 46, přičemž je opatřen koncovou podložkou 52.

Svěrací upínka 40 je zkonstruována a uspořádána tak, že její ramena 44 zapadají do bočních rozšíření 38, což umožňuje, že se svěrací upínka 40 může vodorovně pohybovat v podélných štěrbinách 32 a 34.

Plošina 30 (která je podrobněji znázorněna na obr. 7A a obr. 7D) je na své horní povrchové ploše 58 opatřena štěrbinou 56, která je na jedné straně opatřena odstupňovanou klínovou drážkou 60.

• · • · · ·

Uvnitř pouzdra 22 je uspořádán motor 66 (viz obr. 3 a obr. 4), který je bezpečně upevněn v prostoru pouzdra 22. Tímto motorem 66 prochází šnekový šroub 72. Šnekový šroub 72 je uspořádán tak, že pokud je motor 66 aktivován, pohybuje se šnekový šroub 72 jedním nebo druhým směrem v závislosti na směru otáčení, a to rovnoběžně s podélnou osou pouzdra 22. Jeden konec šnekového šroubu 72 je neotočně připevněn k podložce 7 4, která je připojena k plošině 76.

Mezi plošinou 76 a podložkou 74 je uspořádán siloměr 78, který je upraven pro přenášení a měření síly mezi podložkou 74 a plošinou 7 6. Siloměr 78 je obousměrný, takže může měřit napětí i pnutí v závislosti na tom, zda se šnekový šroub 72 pohybuje doleva nebo doprava, jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3. Dvou krátkých tyčí 80 je využito pro připojení podložek 74 k plošině 76 za účelem zabránění přenosu otáčivých sil, vyvozovaných motorem 66, na plošinu 76.

Dva sloupky nebo tyče 82 a 84 jsou uspořádány mezi plošinami 30 a 7 6 a připevňují tyto dva členy vzájemně k sobě. Tyto sloupky nebo tyče 82 a 84 jsou posuvně uloženy ve dvou dvojicích pouzder 68 a 70 na pouzdru 22. Kromě těchto pouzder 68 a 70 jsou plošiny 7 6 a 30 volně uloženy uvnitř a vně pouzdra 22. Tyče 82 a 84 procházejí stěnou 86, ležící mezi povrchovými plochami 24 a 26, a to prostřednictvím otvorů (na vyobrazeních neznázorněno). Kolejnička 28 je dutá, přičemž je vyrovnána se šnekovým šroubem 72, takže je umožněno, aby se šnekový šroub 72 pohyboval v podélném směru podél své osy v pouzdru 22.

• · · · · ······ · · ·· ·· ·

Injekční stříkačka 90 obvykle sestává z válcového tělesa 92, umístěného v drážce 36 tak, že prstové poutko 95A (viz obr. 6) spočívá v příčné štěrbině 54. Injekční stříkačka 90 je rovněž opatřena plunžrovým pístem 94, který se pohybuje přímočarým vratným pohybem ve válcovém tělese 92 prostřednictvím hřídelky 93. Tato hřídelka 93 je ukončena prstovou podložkou 96.

Pokud je injekční stříkačka 90 uložena v drážce 36, pak prstová podložka 96 spočívá ve štěrbině 58 plošiny 30. V této poloze je injekční stříkačka 90 připevněna k pouzdru 22 prostřednictvím vložení ramen 44 svěrací upínky 40 do bočních rozšíření 38 a posunutí svěrací upínky 40 doleva přes injekční stříkačku 90, až je umístěna na konci válcového tělesa 92 injekční stříkačky 90 v blízkosti štěrbiny 54. V této poloze je šroub 48 utažen, takže je podložka 52 posouvána a zabírá s válcovým tělesem 92 injekční stříkačky 90. Drážka 36 napomáhá při ustavení správné polohy injekční stříkačky 90. Injekční stříkačka 90 je ukončena Luerovým uzávěrem 95, kterého je použito pro připojení injekční stříkačky 90 k přívodní trubičce 14.

Zde je nutno zdůraznit, že motor 66, podložka 74, siloměr 78, šnekový šroub 72 a plošina 7 6 jsou všechny umístěny v prostoru pouzdra 22. Plošina 30 je umístěna na vnější straně pouzdra 22. Pokud je motor 66 aktivován, jak bude podrobněji vysvětleno v dalším, tak způsobuje, že se šnekový šroub 72 pohybuje v jednom nebo v druhém směru. Šnekový šroub 72 dále způsobuje pohyb plošin 30 a 7 6 a tyčí 82 a 84, které se pohybují současně, v důsledku čehož se rovněž pohybuje plunžrový píst 94.

• · · · · · · · • · · · «··· · ·

Jedinými prvky, které se pohybují uvnitř a vně pouzdra, jsou tyče 82 a 84. V důsledku toho je většina kritických prvků předmětného zařízení chráněna uvnitř pouzdra před poškozením nebo před rozlitými tekutinami. Kromě toho je hnací mechanizmus 12 uzpůsoben k tomu, aby mohl pracovat s injekčními stříkačkami různých průměrů a délek. Obdobně pak přívodní trubička 14, držadlo 16 a jehla 17 mohou mít jakoukoliv požadovanou velikost.

U popisovaného příkladného provedení se předpokládá, že tekutina je dávkována z injekční stříkačky 90, takže tato injekční stříkačka 90 musí být předtím naplněna touto tekutinou, a to buď přímo výrobcem, nebo musí být naplněna na místě ošetřujícím lékařem nebo jeho asistentem ještě předtím, než dojde k zahájení jakéhokoliv provozu zařízení. V celé řadě případů je však mnohem výhodnější, aby byla tekutina uložena ve vložce nebo patroně, jako je například vložka nebo patrona, znázorněná na vyobrazení podle obr. 8.

Jak je vidět na vyobrazení podle obr. 8, sestává vložka nebo patrona 100 z válcového tělesa 102. Toto válcové těleso 102 je na jednom konci opatřeno plunžrovým pístem 104, vyrobeným z pryže nebo z podobného pružného materiálu, přičemž se tento plunžrový píst 104 může pohybovat přímočarým vratným pohybem ve válcovém tělese 102 pro účely volitelného vypuzování kapaliny, která je v něm obsažena. Na svém opačném konci je vložka nebo patrona 100 opatřena těsněním, tvořeným membránou 106, která musí být propíchnuta před vypouštěním obsahu vložky nebo patrony 100.

Na vyobrazení podle obr. 9 je znázorněn adaptér 110, který umožňuje, aby hnací mechanizmus 12 podle obr. 1 až

	24	• · • • • • · · ·	• · · · · » · • · · · · · · · · «· · · « « « ··· · • · ·· · · · ·
obr. 7 mohl vydávat	tekutinu	z vložky nebo	patrony 100.
Adaptér 110 obsahuje	držák 112,	uzpůsobený pro	držení vložky
nebo patrony 100.	Držák 112	má na svém	prvním konci

přípojku 114 (například Luerovu přípojku) pro připojení adaptéru 110 k přívodní trubičce 14. Uvnitř držáku 112 je v blízkosti přípojky 114 uspořádán hrot 116, který je určen k propíchnutí membrány 106, pokud je vložka nebo patrona 100 vložena do držáku 112. Na svém opačném konci je držák 112 opatřen radiálně probíhajícími výstupky 118 pro připevnění držáku 112 ke hnacímu mechanizmu 12.

Popisovaný držák 112 vložky nebo patrony 100 je popsán v patentové přihlášce SN 09/028 009 stejného přihlašovatele, která byla podána dne 23. února 1998 a která má název „Zubní anestetická a dávkovači injekční jednotka, přičemž je zde její obsah uváděn ve formě odkazu.

Adaptér 110 dále obsahuje spojovací prvek 118, který je tvořen hřídelkou 120, ukončenou na jednom konci ostnem nebo háčkem 121 a na druhém konci palcovou podložkou 122. Tato hřídelka 120 prochází víčkem 124, uzpůsobeným pro namontování na držák 112 prostřednictvím výstupků 116, které zapadají do odpovídajících zahloubení (na vyobrazeních neznázorněno) ve víčku 124. Víčko 124 je opatřeno poutkem 126, které probíhá v radiálním směru a má přibližně stejný tvar, jako prstové poutko 95A na běžné injekční stříkačce 90.

Za účelem namontování vložky nebo patrony 100 na hnací mechanizmus 12 je vložka nebo patrona 100 nejprve vložena do držáku 112 z jeho zadní strany. Jakmile je vložka nebo patrona 100 uložena uvnitř držáku 112, je hřídelka 120 umístěna do podélného vyrovnání s osou držáku 112, a poté je • · • · · · · • · • ♦·· • · • · její osten nebo háček přitlačen do plunžrového pístu 104, až jsou spolu v těsném záběru. Poté je vložka nebo pouzdro 100 posunuta směrem k přípojce 114,. takže hrot 116 propíchne membránu 106, takže je vytvořen výtokový výstup pro tekutinu, která je zde obsažena. Aby bylo zajištěno, že se tekutina nebude rozlévat, může být přívodní trubička 14 nejprve namontována na přípojku 114, avšak tato trubička byla z důvodu větší jasnosti a přehlednosti na vyobrazení podle obr. 9 vynechána.

Namísto ostnu nebo háčku může být plunžrový píst 121A připevněn k hřídelce 120 takovým způsobem, že je-li tento plunžrový píst 121A vložen do drážku 112, je mezi tímto držákem 112 a plunžrovým pístem 104 vytvořeno vakuové tlakové spojení. V důsledku toho pak podélný pohyb v každém směru plunžrového pístu způsobí, že se plunžrový píst 104 rovněž pohybuje a tak vytlačuje tekutinu buď do systému nebo ven ze systému.

Poté je víčko 124 připojeno k držáku 112 zatlačením výstupků 116 do příslušným zahloubení ve víčku 124, v důsledku čehož je víčko 124 připevněno k držáku 112. U tohoto provedení mají vložka nebo patrona 100 a adaptér 110 obdobné uspořádání, jako injekční stříkačka 90, takže mohou být namontovány na hnací mechanizmus 12 podle obr. 1 až obr. 7 stejně jako injekční stříkačka 19, přičemž svěrací upínka 40 obepíná víčko 124, poutko 126 zapadá do příčné štěrbiny 54 palcová podložka 122 zapadá do štěrbiny 56 na plošině 30.

Pokud je adaptér 110 v této poloze, může být použito motoru 66 pro vysouvání nebo zatahování hřídelky 120 a • · · · · • · · · · • · · · · • · · • · • 9 9 9 9 9 9 9 999999 99 99 99 9 plunžrového pístu 104 ven nebo do vložky nebo patrony 100 buď prostřednictvím ostnu nebo háčku 121 nebo plunžrového pístu, který způsobí vypuzování nebo nasávání tekutiny podle požadavku. Osten nebo háček 121 (nebo plunžrový píst), vytvořený na konci hřídelky 120 je uspořádán pro zajištění řádného záběru a pevného mechanického připojení hřídelky 120 k plunžrovému pístu 104, v důsledku čehož je zajištěno, že plunžrový píst 104 se pohybuje spolu s pohybem hřídelky 120 a plošiny 30 v každém směru.

Na vyobrazení podle obr. 10 je znázorněno blokové schéma elektronické řídicí jednotky 150. Tato elektronická řídicí jednotka 150 obsahuje dva mikroprocesory, a to hlavní mikroprocesor 152 a pomocný mikroprocesor 154.

Pomocného mikroprocesoru 154 je využíváno pro odvozování signálů, které skutečně pohánějí motor 66, a pro shromažďování informací, týkajících se polohy plošin 30 a 76.

Hlavního mikroprocesoru 152 je využíváno pro shromažďování informací, týkajících se zbytku zařízení, a to včetně injekční stříkačky 90 a jejího obsahu, přívodní trubičky 14, držadla 16 atd., a pro vydávání řídicích signálů pro pomocný mikroprocesor 154, nezbytných pro provoz motoru 66 pro účely dávkování obsahu injekční stříkačky 90.

Pomocný mikroprocesor 154 a s ním sdružené obvody jsou umístěny v pouzdru 22. Hlavní mikroprocesor 152 je zabudován do samostatné řídicí jednotky .18, která je propojena s pouzdrem 22 prostřednictvím kabelu 20, jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 1.

• · ··· · · • · · • · • ··· · · • · · · · · • · « · · • · · ·

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 10, je hlavní mikroprocesor 152 opatřen pamětí 160, vstupními ústrojími 162, zobrazovacími ústrojími 164 a rozhraním či propojením 166.

Paměť 160 je využívána pro ukládání programů a dat pro hlavní mikroprocesor 152. Konkrétně je paměť 160 využívána pro ukládání šesti nebo více databank, přičemž je každá z uvedených databank určena pro následující informace:

(a) injekční stříkačky;

(b) trubičky;

(c) jehly;

(d) tekutiny;

(e) regulační a ovládací parametry; a (f) profily, sestávající z velkého množství parametrů pro provádění příslušného postupu.

Každý z uvedených parametrů je využíván pro stanovení řídicích signálů, vytvářených pro pomocný mikroprocesor 154. Každá z uvedených databank obsahuje příslušné parametry pro různé komerčně dostupné produkty, nebo alternativně příslušná data, odvozená s využitím specifického algoritmu. Informace, týkající se různých prvků pro příslušné uspořádání vstupují vstupními ústrojími 102 a jsou potvrzovány na zobrazovacím ústrojí 164. Tato vstupní ústrojí mohou zahrnovat klávesnici, dotykovou obrazovku, myš nebo mikrofon. Pokud je • · · · ··· · · · • · · · ···· · · • ··· · « · · ··· · • 9 · · 9 · ·· ···· ·· ·» ·· ·· · v příslušenství obsažen mikrofon, jsou hlasové povely interpretovány prostřednictvím obvodu 162A na rozpoznávání hlasu.

Zobrazovacího ústrojí 164 je dále využíváno pro poskytování údajů o provozu zařízení 10 na podávání léčiv, stejně jako příslušných instrukcí. Povely pro provoz motoru 66 jsou vydávány hlavním mikroprocesorem 152 a jsou přenášeny do rozhraní či propojení 162. Hlavní mikroprocesor 152 je dále opatřen reproduktorem 165, určeným pro poskytování různých hlasových zpráv, které zahrnují mluvená předem nahraná nebo syntetizovaná slova (generovaná obvodem 165A pro syntetizovaný hlas), zvonky a podobně, pro poskytování instrukcí pro lékaře a pro poskytování dalších informací o stávajícím stavu celého zařízení a jeho prvků či součástí, aniž by se lékař musel po celou dobu dívat na zobrazovací ústrojí.

Pomocný mikroprocesor 154 přijímá tyto povely prostřednictvím kabelu 20 nebo jiných spojovacích prostředků a rozhraní či propojení 170.

S pomocným mikroprocesorem 154 je rovněž sdružen jeden nebo více snímačů 172 polohy a obvod 174 přerušovaného pohonu. Jak již bylo shora uvedeno, je síla mezi plošinou 76 a podložkou 74 měřena prostřednictvím siloměru 78. Tímto siloměrem 78 může být například siloměr Model S400, vyráběný firmou SMD, lne. of Meridien, Connecticut.

S pomocným mikroprocesorem 154 může být rovněž spřažen nožní spínač nebo pedál 176. Tento nožní spínač nebo pedál 176 s výhodou sestává ze vzduchové komory s pružnou • · boční stěnou, přičemž je tato boční stěna uspořádána tak, že dochází ke změně objemu vzduchu a jeho tlaku v uvedené komoře v závislosti na aktivaci operátorem. Součástí nožního spínače nebo pedálu 176 je tlakový snímač (na vyobrazeních neznázorněno), který je uspořádán pro poskytování informací o uvedeném tlaku do pomocného mikroprocesoru 154 prostřednictvím příslušného převodníku 190 střídavého proudu na jednosměrný. Nožní spínače nebo nožní pedály tohoto typu jsou v dosavadním stavu techniky všeobecně známy, takže jejich podrobnosti nebudou nadále blíže popisovány.

Pořadí či sled operací zařízení 10 na podávání léčiv bude nyní popsáno ve spojitosti s vyobrazením podle obr. 11.

Počínaje krokem 300 je zařízení 10 nejprve nastaveno či seřízeno. Jelikož tento krok 300 zahrnuje výměnu informací s lékařem a s okolním světem, je prováděn hlavním mikroprocesorem 152.

Krok 300 nejprve zahrnuje to, že lékař musí zadat následující vstupní informace:

typ použité injekční stříkačky, typ (tj. velikost a délku) přívodní trubičky 14, typ použité jehly, a název nebo jiný identifikační údaj o tekutině v injekční stříkačce.

4* 4* 4« 44

4444 444 444 •44 44444 44

444 44 44 444 4

4 4444 44

4444 44 44 44 44 4

Tyto informace mohou být zadány lékařem manuálně s využitím vstupního ústrojí, jako je například klávesnice nebo dotyková obrazovka. Alternativně může být velké množství odpovídajících položek (například injekčních stříkaček) vyvoláno z databází, zobrazeno na obrazovce a poskytnuto lékaři. Lékař poté využívá běžného ukazovacího ústrojí, jako je například myš nebo dotyková obrazovka, pro zvolení příslušné vhodné injekční stříkačky. Pro tuto volbu může být alternativně využito i hlasového povelu.

Na vyobrazení podle obr. 12A je znázorněna typická obrazovka pro vyznačení nebo zvolení injekční stříkačky.

Jak je vidět na této obrazovce, tak pokud byla injekční stříkačka zvolena nebo označena, potom se zobrazí její fyzikální charakteristiky, jako je délka, nominální objem, délka zdvihu, síla injekční stříkačky, které byly vyvolány z databanky. Po označení jehly a tekutiny jsou rovněž jejich charakteristiky vyvolány a zobrazeny na obrazovce.

Některé informace, jako je například délka přívodní trubičky 14, musejí být zadány manuálně, neboť jejich stanovení je pro daný systém velice obtížné. Avšak ostatní informace, stejně jako různé provozní parametry jsou stanoveny automaticky.

Například identifikace injekční stříkačky může být zakódována do části injekční stříkačky a může být předmětným zařízením přečtena. Jak bude v dalším podrobněji popsáno, je jedním z požadovaných parametrů průřezová plocha A injekční stříkačky. Ta je stanovena podělením objemu zdvihem nebo délkou injekční stříkačky.

··· · · • · • · » * • · · ·

« · »

Pokud byly informace, týkající se součástí daného zařízení, zadány nebo jiným způsobem zvoleny, je lékaři prezentována další obrazovka (viz obr. 12B) . Tato obrazovka je využívána buď k tomu, aby byly lékaři poskytovány informace, nebo k tomu, aby bylo lékaři umožněno zadávat určité další provozní parametry, nezbytné pro ukončení nastavení.

Obrazovka podle obr. 12B má pět obecných oblastí, označených vztahovými značkami 502, 504, 506, 508 a 510.

V oblasti 502 jsou poskytovány nebo lékařem zvoleny určité obecné informace, a to včetně označení profilu, kterého má být využíváno pro daný postup, tj. „Injektáž periodontálního vaziva.

V oblasti 504 se parametry z obrazovky podle obr. 12A opakují ve zkráceném formátu, přičemž poskytují informace o injekční stříkačce, jehle, trubičce a příslušné tekutině.

V oblasti 506 si lékař zvolí typ požadovaného provozu (t j. vstřikování), vysoké nebo nízké průtokové rychlosti a optimální tlakovou hranici. Jak již bylo shora uvedeno je tento poslední parametr velice důležitý, neboť ovlivňuje velikost bolesti a poškození tkáně, které musí pacient během tohoto procesu podstoupit. V této oblasti 506 mohou být rovněž zvoleny další přídavné parametry, jako je například dávkovači průtoková rychlost, objem nasávání a příslušná průtoková rychlost, čistý objem a průtoková rychlost atd.

V oblasti 508 lékař označí celkové množství tekutiny, které má být dávkováno, a rovněž skutečnosti, zda:

(a)	injekční stříkačka	je naplněna,
(b)	injekční stříkačka nebo	má být naplněna se vzduchem,
(c)	injekční stříkačka	má být naplněna bez vzduchu.

V této oblasti 508 lékař rovněž zvolí, zda bude využívat odsávání nebo nikoli.

A konečně oblast 510 je využívána pro vyznačení různých parametrů, vypočtených na základě dříve získaných nebo zvolených informací, jako je například objem zařízení, maximální průtokové rychlosti, maximální tlak a podobně.

U jednoho výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu pak zařízení, a konkrétně hlavní mikroprocesor 152, využívá těchto parametrů pro vyvolání z profilové databáze takového profilu, který stanovuje pořadí a programování charakteristik, požadovaných pro dávkování nebo podávání tekutiny jehlou v požadovaném nebo optimalizovaném množství. Profil pro každou jednotlivou kombinaci injekční stříkačky, přívodní trubičky a jehly je vypočítán a uložen do paměti již dříve.

Tyto profily mají jednotnou charakteristiku pro každý typ chirurgického postupu. Například profil pro PDL (tj. periodontální vazivo) je odlišný od profilu pro lebeční podkožní zavádění anestezie. Pouze jediná skupina nebo rodina profilů, týkajících se příslušného specifického postupu, může být uložena v paměti hlavního mikroprocesoru 152, neboť další takové profily jsou nadbytečné.

Alternativně může být hlavní mikroprocesor 152 naprogramován pro provádění výpočtů, nezbytných pro vytváření profilů. Předpokládá se však, že pro většinu aplikací budou profily vypočteny předem a naprogramovány nebo uloženy do databáze, jak již bylo shora uvedeno.

Po dokončení procesu nastavení se v kroku 302 provádí zkušební test za účelem stanovení, zda si lékař přeje naplnit injekční stříkačku 90 s využitím předmětného zařízení nebo nikoli. V celé řadě případů se předpokládá, že lékař předem naplní injekční stříkačku manuálně nebo použije předem naplněné injekční stříkačky nebo patrony. Pokud je injekční stříkačka naplněna mimo zařízení, potom v kroku 304 hlavní mikroprocesor 152 odešle povel pomocnému mikroprocesoru 154 přesunout plošinu 30 do původní polohy.

Jak	je znázorněno	na	vyobrazení	podle obr. 10,	je
pomocný	mikroprocesor	154	sdružen	se siloměrem	78
prostřednictvím převodníku	83 střídavého proudu	na

stejnosměrný, paměti 182 s libovolným přístupem (RAM), elektricky vymazatelné programovatelné trvalé paměti 184 (EEPROM) a mezního snímače 172 polohy. S využitím informací, získaných od těchto prvků, jejichž funkce bude podrobněji popsána v dalším, a v odezvě na povely od hlavního mikroprocesoru 152 prostřednictvím rozhraní či propojení 170 pak pomocný mikroprocesor 154 řídí provoz motoru 66.

Konkrétně mikroprocesor 154 ovládá obvod 188 přerušovaného pohonu, který poté vytváří krokové impulzy pro motor 66 pro zajištění otáčení tohoto motoru 66 v jednom ze dvou směrů prostřednictvím nespojitého úhlového přírůstku.

Frekvence těchto impulzů určuje rychlost motoru 66. Samostatných rychlostí může být použito pro vysokou průtokovou rychlost, nízkou průtokovou rychlost čištění, odsávání nebo plnění. Lékař volí hodnoty pro všechny tyto rychlostní parametry a mikroprocesor poté vypočítává příslušnou rychlost motoru (tj. krokovou frekvenci) s využitím rozměrů injekční stříkačky a zařízení na podávání tekutiny.

Pomocný mikroprocesor 154 udržuje dráhu polohy plošin 30 a 7 6 prostřednictvím počítání kroků, uskutečněných motorem 66. Alternativně nebo navíc mohou být uspořádány i další spínací snímače pro zjišťování a uvádění do souladu místa plošin, jako například plošiny 76 v několika místech podél její dráhy. U příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je uspořádán alespoň jeden spínací snímač 172 polohy, který definuje výchozí polohu plošiny 7 6. Veškeré další polohy plošiny 7 6 jsou vypočteny na základě této výchozí polohy. Výchozí polohou může být například mezní levá poloha, znázorněná na vyobrazení podle obr. 4.

Motor 66 je s výhodou opatřen permanentními magnety ze vzácných zemin, takže může být poměrně kompaktní a stále vytvářet velký kroutící moment.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 11, tak v kroku 304 hlavní mikroprocesor 152 vysílá povel pro pomocný mikroprocesor 154 pro přesunutí plošiny 76 do nulové výchozí polohy. Seznam všech povelů tohoto typu je uložen v paměti 160 jako součást regulační databáze.

Pomocný mikroprocesor 154 aktivuje motor, až plošina 7 6 dosáhne nulové výchozí polohy, přičemž je tato poloha ověřena prostřednictvím výstupu od snímače 172 polohy, který je sdělen hlavnímu mikroprocesoru 152. Dále v kroku 306 hlavní mikroprocesor 152 vydá pokyn pro přesunutí plošiny 76 do její původní polohy. Tato původní poloha je funkcí zvolené injekční stříkačky a množství tekutiny, obsažené v této injekční stříkačce, přičemž je definována prostřednictvím profilu, uloženého v profilové databázi.

Zařízení 10 na podávání léčiv je nyní připraveno přijmout naplněnou injekční stříkačku. Na vyobrazení podle obr. 13 je znázorněna typická obrazovka na zobrazovacím ústrojí 164, kterou má lékař v tomto okamžiku k dispozici. Tato obrazovka zahrnuje několik měkkých nebo naprogramovaných „tlačítek, která může lékař aktivovat pro iniciaci určitého povelu, stejně jako několik zobrazovacích oblastí, které poskytují lékaři příslušné informace. V tomto konkrétním případě jsou na obrazovce zobrazeny následující tlačítka, označená: Zastavit, Tisk, Pedál. V jiných případech mohou být zobrazena i jiná tlačítka.

Kromě toho obrazovka podle obr. 13 zahrnuje následující informační oblasti:

oblast 200 pro zprávu, která poskytuje instrukce pro následující fázi; nebo je zde zobrazena zpráva, informující lékaře o kroku nebo postupech, které jsou právě prováděny;

• · • ··· · · 4 4 4 4 4 · * 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4 «4 44 ·4 44 dva grafy 202 a 204, na kterých je znázorněn průtok tekutiny a výstupní tlak jako funkce času;

grafický symbol 206 injekční stříkačky;

kontrolní přístroj 208 na měření tlaku, který znázorňuje stávající výstupní tlak jako určité procento maximálního přípustného tlaku (další parametr je odvozen jako součást profilu); a další soustava měřicích přístrojů, které jsou společně označeny vztahovou značkou 210 a které uvádějí následující parametry: umístění plošiny 76 (a tím i plunžrového pístu ve válci) v palcích vzhledem k původní poloze, objem tekutiny, který byl injektován (nebo shromážděn v případě biopsie) , stávající průtokovou rychlost v cm³ za sekundu, stávající tlak v psi, uplatňovanou sílu a sílu, uplatňovanou prostřednictvím nožního spínače nebo pedálu 176.

Na začátku kroku 306 neznázorňují zobrazovací oblasti 202, 204, 208 a 210 žádné hodnoty pro odpovídající hodnoty, přičemž grafický symbol 206 injekční stříkačky je opatřen údajem 212, který ukazuje, že nebyla zjištěna žádná injekční stříkačka. Oblast 200 pro zprávu znázorňuje zprávu, která dává lékaři instrukce pro vložení injekční stříkačky 90 a pro stlačení nožního spínače nebo pedálu 176.

Lékař může nyní vzít naplněnou injekční stříkačku a umístit ji do drážky 36 tak, aby prstové poutko 95A zapadalo do příčné štěrbiny 54, a aby prstová podložka 96 byla vložena do štěrbiny 56 v plošině 30. Jak již bylo shora uvedeno, • · ·· · · ···· · · • ····· ·· · · · · • ······» a··· ·· ·· «· ·« · přesunul motor 66 plošiny 76 a 30 do výchozí polohy. Tato výchozí poloha je definována jako poloha, ve které může být namontována naplněná injekční stříkačka 90, přičemž její prstová podložka 96 zapadá do štěrbiny 56.

Zde je nutno zdůraznit, že předmětné zařízení nebude akceptovat injekční stříkačky v jakékoliv jiné poloze. S výhodou je využito softwaru pro zajištění, že byla do zařízení vložena správná injekční stříkačka se správným množstvím příslušné tekutiny, a že nemůže být omylem vložena jiná injekční stříkačka.

Zařízení čeká na vložení injekční stříkačky v kroku 310. Lékař může označit, že byla injekční stříkačka vložena, a to buď prostřednictvím fyzické aktivace nožního spínače nebo pedálu 176 nebo aktivace tlačítka 198 na obrazovce. Pokud je pedálový signál přijat a zjištěn, může započít proces podávání léčiva. Nejprve je červený symbol stop 212 vypnut. V kroku 312 systém prověřuje, jestli si lékař vyžádal vyčištění. Pokud je tomu tak, je vyčištění prováděno v kroku 313, během kterého je zařízení 10 na podávání léčiv zbaveno potenciálních vzduchových bublinek. Objem jehly, držadla a přívodní trubičky je známý, takže objem tekutiny, která má být vyčištěna, je možno snadno vypočítat.

Jak již bylo shora uvedeno, tak nožní spínač nebo pedál 176 obsahuje s výhodou vzduchový mech či vlnovec a snímač tlaku vzduchu (na vyobrazeních neznázorněno). Výstup z tohoto snímač tlaku vzduchu je přiváděn do převodníku střídavého proudu na jednosměrný, přičemž je digitální ekvivalent výstupu nožního spínače nebo pedálu 176 přiváděn do pomocného mikroprocesoru 154.

• ·· « · · · · · • · · · • · ·

Pomocný mikroprocesor 154 využívá tento snímač v součinnosti s nahlížecí tabulkou, uloženou v elektricky vymazatelné programovatelné trvalé paměti 184 (EEPROM), pro zjištění nebo vytvoření signálu spínače, vyjadřujícího polohu spínače. Bylo zjištěno, že pro lepší odpovídání a citlivost je poloha spínače přesunuta do čtyř různých poloh nebo stavů s využitím hystereze.

Jinými slovy, jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 14, je spínač nejprve v klidovém stavu. Pokud je spínač stlačen, tak jeho vnitřní tlak vzrůstá. Pokud dosáhne první hodnoty ONI, potom pomocný mikroprocesor 154 vydá povel k nízkému průtoku. Pokud tlak vzrůstá, avšak nepřesáhne úroveň ON2, potom je povel k nízkému průtoku udržován. Pokud je tlak snížen pod úroveň OFF1, potom je vyznačen klidový stav. Obvykle bývá tlak OFF1 nižší, než ONI. Pokud tlak přesáhne hodnotu 0N2, potom je vydán povel k vysokému průtoku. Tento povel k vysokému průtoku není vypnut do té doby, než tlak poklesne pod hladinu tlaku OFF2, která je nižší, než 0N2.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 11, tak po pročištění, pokud k němu vůbec došlo, je v kroku 314 zjišťována poloha nebo stav nožního spínače nebo pedálu 176. Pokud je obdržen povel k nízkému průtoku, potom je léčivo podáváno nízkou rychlostí. Pokud je obdržen povel k vysokému průtoku, potom je léčivo podáváno vysokou průtokovou rychlostí. Skutečné hodnoty vysokého a nízkého průtoku byly nastaveny předem, jak již bylo shora uvedeno.

• ·

Pokud je pedál stlačen, je uveden do provozu motor, který běží předem stanovenou rychlostí, odpovídající požadované průtokové rychlosti (krok 316). Typické podávání léčiva je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 15A a obr. 15B, přičemž se objevují v příslušných oblastech 202 a 204. Jak je vidět na těchto vyobrazeních podle obr. 15A a obr. 15B, tak průtoková rychlost vzrůstá poměrně rychle na první hodnotu LOW v místě TO a vyrovnává se na konstantní úroveň.

Výstupní tlak začíná vzrůstat poněkud nepravidelným způsobem, což je způsobeno odporem tkáně vůči průtoku tekutiny a dalšími faktory. V místě TI je aktivován pedál na vyšší hodnotu HIGH, načež průtoková rychlost tekutiny vzrůstá na tuto novou hodnotu. Výstupní tlak rovněž dále vzrůstá. V místě T2 může být pedál uvolněn zpět na nižší úroveň LOW.

Jak tento proces pokračuje, tak hlavní mikroprocesor 152 neustále sleduje a monitoruje různé parametry tlaku (krok 318) a shromažďuje celkový podaný objem, kterýžto okamžitý objem porovnává s celkovým požadovaným objemem (krok 320) . Pokud jej nebylo dosaženo, potom v kroku 322 je prováděna prověrka, jejímž úkolem je zjistit, zda je nožní spínač nebo pedál 176 ještě stále stlačen. Pokud je tomu tak, potom se krok 314 opakuje. Pokud tomu tak není, potom se předpokládá, že je nutno provést odsávání, a proto je tedy prováděno praktické odsávání, jak bude podrobněji popsáno v dalším ve spojitosti s vyobrazením podle obr. 17.

V kroku 318 je stávající tlak, vyznačený prostřednictvím siloměru, porovnáván z mezní prahovou hodnotou, kterou je špičkový tlak, který je bezpečný pro dané zařízení. Tato • · • · · · » · · · · · · · • · « · · *··· *· ·· ·· tlaková hladina závisí na typu součástí, které byly zvoleny pro dané zařízení. Kromě toho je v kroku 318 rovněž sledována hladina výstupního tlaku. Jak již bylo shora uvedeno, bylo zjištěno, že tlak tekutiny během vstřikování hraje velmi významnou úlohu z hlediska velikosti bolesti a poškození tkáně, což pacient cítí během vstřikování léčiva. Při nízkých hladinách tlaku je bolest minimální, takže se pacient cítí téměř příjemně. Pokud však tlak překročí určitou hladinu, stává se vstřikování velice bolestivým. Proto je významným úkolem předmětu tohoto vynálezu řídit a regulovat průtokovou rychlost takovým způsobem, který zajistí nízkou hladinu výstupního tlaku.

Pokud se v kroku 318 zjistí, že některý tlak (tj. tlak v zařízení nebo výstupní tlak) je nadměrný, potom je v kroku 324 snížena průtoková rychlost. V kroku 326 jsou tlaky opětovně kontrolovány. Pokud je některý tlak dosud příliš vysoký, je průtoková rychlost opět snížena v kroku 324. Pokud je tlak přijatelný, potom je průtoková rychlost rekapitulována v kroku 328 a celý proces pokračuje krokem 320.

Průtoková rychlost a různé další parametry jsou zobrazeny na obrazovce, znázorněné na vyobrazení podle obr. 13, takže lékař může velice snadno vidět, co se děje. S největší pravděpodobností je nárůst tlaku, který je znázorněn na vyobrazeních podle obr. 16A a obr. 16B v místě TX, způsobem buď ucpáním nebo tím, že jehla narazila na kost. Kdykoliv je zjištěn abnormální tlak, je vydán vizuální a zvukový poplašný signál. Proto musí lékař přijmout příslušná nápravná opatření pro odstranění vysokého tlaku. Avšak pokud zablokování pokračuje a tlak stále vzrůstá, tak

Φ ··· » · · · · « « 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 99 99 99 se průtoková rychlost postupně snižuje, jak je vidět na vyobrazení podle obr. 16A, až se docela zastaví.

Vrátíme-li se zpět ke kroku 320, tak pokud bylo dosaženo požadovaného objemu nebo pokud byl lékařem vydán signál k zastavení, je v kroku 330 prováděn běžný koncový postup. Během tohoto postupu je dopředný pohyb plunžrového pístu injekční stříkačky zastaven, přičemž se na obrazovce zobrazí zpráva pro lékaře, aby jehlu vytáhl. Lékař může jehlu vytáhnout, odpojit přívodní trubičku 14 od injekční stříkačky 90 a odložit přívodní trubičku 14, držadlo 16 a jehlu 17 do odpadu. Případně může být prováděn odsávací postup, který bude podrobněji popsán v dalším, a to za účelem zajištění, že se tekutina z jehly 17 nerozlila.

V celé řadě případů je během infúzního procesu žádoucí provádět odsávání. Například při infúzi anestetik je vyžadováno po zavedení jehly provést kontrolu, jestliže je špička jehly umístěna v krevní žíle. V takovém případě se provádí zpětné nasávání, v důsledku čehož je určité množství krve nasáto z krevní žíly. Tato krev je viditelná v držadle 16 nebo v hrdle jehly 17.

Jak je vidět na vyobrazení podle obr. 11, tak pokud je v kroku 322 zjištěno, že je pedál uvolněn, je zahájen postup odsávání, jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 17.

Konkrétně je v kroku 400 prováděna kontrola, jejímž účelem je zjistit, zda byl plunžrový píst 94 v injekční stříkačce 90 zastaven. Pokud tomu tak není, potom je v kroku 402 prováděna kontrola, jejímž úkolem je zjistit, zda se plunžrový pít 94 pohybuje nízkou rychlostí. Pokud je tomu ··· · · tak, potom je v kroku 404 prováděn postup zastavení nízké rychlosti za účelem zpomalení a zastavení motoru. Jinak je v kroku 406 prováděn postup zastavení vysoké rychlosti za účelem zpomalení a zastavení motoru.

V kroku 408 je prováděna kontrola, jejímž úkolem je zjistit, zda je zde dostatečný prostor pro provádění odsávání. Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3, tak v okamžiku odsávání je přijat povel, přičemž plunžrový píst 94 může být ve své poloze co nejvíce vpravo, takže jeho další vytahování z injekční stříkačky by mohlo způsobit, že by mohl vypadnout. Takový případ je pochopitelně nežádoucí. Proto je v kroku 408 prováděna kontrola, jejímž úkolem je zjistit na základě umístění plunžrového pístu a délky injekční stříkačky, zda je bezpečné provádět odsávání, aniž by mohlo dojít k vypadnutí plunžrového pístu. Pokud tomu tak není, potom je proces zastaven a v kroku 410 je zobrazena zpráva o chybě, která lékaři oznamuje, že v daném okamžiku není bezpečné provádět odsávání.

Jinak je v kroku 412 obrácen směr chodu motoru, který se tak otáčí opačným směrem po předem stanovený časový úsek, v důsledku čehož je plunžrový píst 94 zatažen. Poté, kdy je píst posunut o předem stanovenou vzdálenost, je zastaven (krok 414). Plunžrový píst se poté pohybuje opět kupředu (krok 416) , až se navrátí do své původní polohy v kroku 408. Motor je poté zastaven (krok 418).

Kroky 416 a 418 mohou být vynechány, pokud je odsávání prováděno na konci procesu, kdy je jehla vytahována z tkáně.

♦ ·*· · · · · · ·· • · · * · ·«· · · ·

999 99 99 999 9 9

9 9999 99 9

9999 99 99 99 99 999

Tímto způsobem je předmětného zařízení využíváno pro podávání anestetika pro určitý proces. Pokud je tímto procesem například ošetření periodontálního vaziva, potom se uplatňují následující parametry:

Typ injekční stříkačky:	Dentální patrona
Velikost injekční stříkačky:	1,8 cm3
Léčivo:	Lokální anestetikum (Lidocain HC1 2 %, a epinefren 1:100 000)
Měrná hmotnost léčiva:	0,0361
Vnitřní průměr trubičky:	0,015 palce
Délka trubičky:	60 palců
Typ jehly:	BD 30 G k
Délka jehly:	0,5 palce
Vnitřní průměr jehly:	0,006 palce
Nízká rychlost:	0,0059 cm3/s
Vysoká rychlost:	0,370 cm3/s
Špičkový tlak:	250 psi.

Pokud je použito obvyklé injekční stříkačky a jehly o shora uvedených rozměrech pro vstřikování stejné tekutiny manuálním způsobem, bylo zjištěno, že je vytvářen výstupní tlak až do hodnoty 660 psi nebo vyšší.

Pro jiné postupy jsou zvoleny odlišné injekční stříkačky, léčiva, přívodní trubičky a/nebo jehly.

Jak již bylo shora uvedeno, je kritickým parametrem, který byl vysledován prostřednictvím předmětného zařízení, výstupní tlak tekutiny na špičce jehly, to znamená tlak v tkáni, když tekutina vystupuje z jehly. Jde o tlak, který je znázorněn prostřednictvím grafů na vyobrazeních podle obr. 15A a obr. 16A.

Tento tlak je však velice obtížné měřit přímo. Proto se v souladu s předmětem tohoto vynálezu spíše než přímé měření provádí nepřímé měření. Konkrétně je požadovaný výstupní nebo jehelní tlak Pn odvozen na základě síly, udávané siloměrem 78, a fyzikálních charakteristik předmětného zařízení.

Konkrétně bylo zjištěno, že výstupní tlak během ustáleného stavu (to znamená tehdy, kdy se plunžrový píst pohybuje konstantní rychlostí) může být vyjádřen následovně:

Pn = Ps - dVhn + dVhl - d(Fl + Ft + Fn) kde:

Ps - představuje tlak, vyvozovaný na rozhraní plunžrového pístu a tekutiny prostřednictvím pohybu plunžrového pístu;

Vhn - představuje maximální rychlost v jehle;

Vhl - představuje maximální rychlost v injekční stříkačce;

F1 - představuje ztrátu třením během průtoku v injekční stříkačce;

Ft - představuje ztrátu třením během průtoku přívodní trubičkou;

• 4 4 ·4·

Fn - představuje ztrátu třením během průtoku jehlou.

V daném zařízení existují i další zanedbatelné ztráty tlaku, u kterých bylo zjištěno, že jsou menší, než 1 %, a proto nebyly brány v úvahu.

Ztráty třením jsou stanoveny empiricky a jsou uloženy jako součást profilu pro každý prvek předmětného zařízení.

Bylo například zjištěno, že typické hodnoty pro Fl, Ft a Fn představují:

Fl = 0,1 %

Ft = 89 %

Fn = 11 % z celkových hlavních ztrát.

Hustota tekutiny je známa, přičemž se obvykle blíží hustotě vody.

Maxima rychlosti se vypočtou s využitím následujícího výrazu:

Vhl = a* Q² d/ [ (π/4)² D⁴ (2g) ] kde:

a - představuje faktor kinetické energie vzhledem k Reynoldsovu číslu, přičemž pro laminární proudění má hodnotu 2;

♦·9 · 9 9 9 • · · ·

Q - představuje příslušný průtok tekutiny, jak je znázorněno na obr. 15A a obr. 16A;

g - představuje gravitační konstantu; a

D - představuje vnitřní průměr příslušného členu, to znamená injekční stříkačky pro Vhl a jehly pro Vhn.

Dodatečný faktor pro zrychlení musí být přidán pokaždé, kdy se rychlost motoru zvyšuje nebo snižuje. Tento faktor je dán následujícím výrazem:

Ms*a/As + Mt*a/At + Mn*a/An kde

Ms - představuje hmotnost tekutiny v injekční stříkačce,

Mt - představuje hmotnost tekutiny v přívodní trubičce,

Mn - představuje hmotnost tekutiny v jehle,

As - představuje průřezovou plochu injekční stříkačky,

At - představuje průřezovou plochu přívodní trubičky, a

An - představuje průřezovou plochu jehly.

φφφ φ φ

φ φφφφ φ φφφφ φ φ φ φ φ φφφ φ • φφφφ φ φ φφ φφ φφ φ

Program pro zjišťování výstupního tlaku (označený v programovém seznamu jako „Jehelní tlak) je připojen na konci tohoto popisu. Jak je možno vidět z tohoto programového seznamu a rovněž z blokového schématu podle obr. 20, tak za účelem výpočtu výstupního tlaku jsou nejprve stanoveny ztráty třením v každé z uvedených tří složek (tj . v injekční stříkačce, v přívodní trubičce a v jehle. Tyto ztráty třením se stanovují následovně.

V kroku 700 je stanoveno Reynoldsovo číslo na základě průtokové rychlosti, průměru součásti a viskozity. Pokud toto Reynoldsovo číslo přesahuje hodnotu 2000 (což představuje turbulentní proudění), potom je v kroku 702 parametr faktor kinetické energie nastaven na hodnotu 1, přičemž je ztráta tření vypočtena s využitím Reynoldsova čísla v kroku 704.

Pro Reynoldsovo číslo menší, než 2000 je v kroku 706 faktor kinetické energie nastaven na hodnotu 2, přičemž je využito odlišných výrazů pro stanovení ztráty třením v kroku 706 (na základě viskozity tekutiny, průtokové rychlosti a průměru součásti). Pokud nedochází k proudění, jsou jak ztráta třením, tak i faktor kinetické energie nastaveny na hodnotu 0 v kroku 708. Poté, kdy jsou vypočteny parametry u všech součástí, je vypočtena ztráta třením pro každou součást, je vypočtena zastavovací síla, přičemž jsou všechny tyto parametry využity pro účely získání výstupního

nebo jehelního tlaku v roku 712.
	Pokaždé,	kdy	hlavní mikroprocesor 152	kontroluje
tlak	(viz krok	318	na obr. 11), tak současně	vypočítává

výstupní nebo jehelní tlak Pn, jak již bylo shora uvedeno. Na vyobrazeních podle obr. 16B a obr. 17B jsou znázorněny ·· ··>

• · · · • t · • ♦ ·· ·« ·· ·· • · · · « · • * ··· · · • · · · · · · • · ♦ · · · příslušné křivky pro normální tlak a pro abnormální tlak, získané s využitím těchto výrazů.

Vrátíme-li se zpět ke kroku 302 na obr. 11, tak pokud je zařízení využíváno pro plnění injekční stříkačky, je iniciován plnicí podružný postup, jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 18.

V kroku 600 podle obr. 18 je plošina 30 přesunuta do výchozí polohy.

V kroku 602 je proveden zkušební test, jehož účelem je stanovit, zda má být injekční stříkačka naplněna se vzduchem nebo bez vzduchu.

Pokud má být provedeno naplnění se vzduchem, potom je v kroku 604 plošina 30 umístěna u hlavice injekční stříkačky v poloze, kdy je injekční stříkačka zcela naplněna.

V kroku 606 předmětné zařízení čeká na umístění injekční stříkačky.

Za účelem naplnění injekční stříkačky musí být zařízení připojeno ke zdroji tekutiny, kterým může být například lahvička na léčiva. Konkrétně jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 19, tak za účelem provedení plnění je injekční stříkačka připojena k přívodní trubičce 14 prostřednictvím trojcestného ventilu 700. Tento trojcestný ventil 700 je použit pro připojení zařízení ke zdroji 702 tekutiny prostřednictvím trubičky 706. Pro účely plnění injekční stříkačky je ventil umístěn tak, že zdroj 702 tekutiny je připojen k injekční stříkačce.

·· ·· • · · • · • · • · • · • · • · ···

·· • * · • · • · ·

Na vyobrazení podle obr. 19 je zdroj 702 tekutiny znázorněn v obrácené poloze směrem dolů, takže obsahuje vzduchový prostor 706. Pro plnění se vzduchem je plunžrový píst 94 injekční stříkačky umístěn do polohy, jakoby injekční stříkačka byla plná, tj . do polohy, znázorněné na obr. 19. Pro plnění bez vzduchu je plunžrový píst 94 injekční stříkačky přesunut tak, že leží pokud možno co nejblíže protilehlému konci, jak je znázorněno vztahovou značkou 94A na obr. 19. Pokud jsou spojení, znázorněná na obr. 19, dokončena, může lékař uložit injekční stříkačku do drážky 313 a zajistit ji prostřednictvím svěrací upínky 40, přičemž hlavice plunžrového pístu se opírá o plošinu 30.

Vrátíme-li se zpět k vyobrazení podle obr. 18, tak v kroku 606 je injekční stříkačka nyní zjištěna. V kroku 608 je injekční stříkačka posunuta vpřed do prázdné polohy, přičemž je vzduch vypuzován z injekční stříkačky do zdroje 702 tekutiny, v důsledku čehož dochází k jeho natlakování. V kroku 610 je poloha navrácena do původní polohy, odpovídající objemu tekutiny, který má být vstřikován, tak jak byl dříve stanoven lékařem. V kroku 612 je lékař upozorněn na to, aby otevřel ventil 70 za účelem připojení injekční stříkačky 90 k přívodní trubičce 14. Zařízení se nyní navrací ke kroku 308.

Pokud je v kroku 602 zjištěno, že plnění má být prováděno bez vzduchu, potom je v kroku 604 plošina 30 přesunuta do prázdné polohy injekční stříkačky. Zařízení poté čeká na umístění injekční stříkačky do její polohy v kroku 616, načež zařízení pokračuje krokem 610, jak je znázorněno.

444 4 * ·

• · 44 • 4 • 4 4 »4 • 44 4

4 4

4

Zařízení podle tohoto vynálezu bylo popsáno s ohledem na provádění vstřikovacího procesu. Pro odborníka z dané oblasti techniky je však zřejmé, že toto zařízení může být stejně efektivně využito k provádění biopsie, například k provádění napíchnutí míchy nebo jiných podobných anaerobních procesů. Pro tyto procesy je možno využít v podstatě stejných parametrů, pouze s některými drobnými modifikacemi. Například namísto definování výstupního tlaku může lékař nyní definovat vstupní tlak. Některé z podružných procesů, jako například čištění, plnění nebo odsávání nejsou při biopsii vůbec prováděny.

Je zcela zřejmé, že u předmětu tohoto vynálezu je možno provádět celou řadu modifikací, aniž by došlo k úniku z jeho rozsahu, který je definován přiloženými patentovými nároky.

*· ·· ·· 9 9 9 9 9 9 9 • * · · · 9 · ·

9 9 9 9

99 99 9

PROGRAMOVÝ SEZNAM s využitím matematiky, systémové vybavení;

typ tlak T - záznam

Průtoková rychlost: jediná;

Síla mechanizmu: jediná;

{Odpor stroje ???}

Síla siloměru: jediná;

Síla injekční stříkačky: jediná;

Průměr injekční stříkačky: jediný;

Délka injekční stříkačky: jediná;

Průměr přívodní trubičky: jediný;

Délka přívodní trubičky: jediná;

Průměr jehly: jediný;

Délka jehly: jediná;

Měrná hmotnost: jediná;

//v palcích za vteřinu // v librách // v librách // v librách // v palcích // v palcích // v palcích // v palcích // v palcích // v palcích krychlových (vstupní) (DB) (vstupní) (DB) (vstupní) (DB) (DB) (DB) (DB) (DB) // ve slugách na palec krychlový (DB) ··· ··«>· ·» ·· * * · « * * ·* ♦ « · · · • · * · ·· ·«

Viskozita: jediná; // bezrozměrná (DB)

Výraz „DB označuje, že hodnota parametru je vyvolána z jedné z databází.

Výraz „vstupní znamená, že hodnota parametru byla předem vypočtena.

Výraz „ vypočteno znamená, že hodnota parametru byla vypočtena předmětným postupem.

konec;

V průběhu tohoto postupu jsou definovány následující proměnné:

Konečná rychlost: jediná;

Konečný čas: zdvojený provedení funkce vypočteného tlaku (P : T tlak): jediná;

konst.

Faktor kinetické energie = 2,0;

Gravitace = 386,4;

··· 4 4 · 4 · « * · · · · · «4 9 4 • ··· 44 44 *44 · · · · 4 · 4 4 ··*· 44 *· ·« _e proměnné

Faktor kinetické energie injekční stříkačky: jediný;

Faktor kinetické energie jehly: jediný;

Faktor kinetické energie přívodní trubičky: jediný

Ztráta třením v injekční stříkačce: jediná;

Průtoková ztráta v injekční stříkačce: jediná;

Rychlost v hlavici injekční stříkačky: jediná;

Ztráta třením v jehle: jediná;

Průtoková ztráta v jehle: jediná;

Rychlost v hlavici jehly: jediná;

Ztráta třením v přívodní trubičce: jediná;

Průtoková ztráta v přívodní trubičce: jediná;

Rychlostní konstanta: jediná;

Zastavovací síla: jediná;

Reynoldsovo číslo v injekční stříkačce: jediné;

Reynoldsovo číslo v přívodní trubičce: jediné;

·· • · · • · ·«·· ·· ·· ··· · «I» ·· • · · • · ··· • · · · • · · ·

3» ·· »· • * · • * • · · • · «· ♦

Reynoldsovo číslo v jehle: jediné;

Jehelní tlak: jediný; // Hodnota navrácena

Objem, zrychlení: jediné;

Nynější rychlost: jediná;

Nynější čas: zdvojený;

začátek

Rychlostní konstanta: = P.Měrná hmotnost/ (sqr(PI/4,0) * 2,0 * Gravitace);

zkouška

Reynoldsovo číslo injekční stříkačky: = P.Průtoková rychlost/(PI * P.Průměr injekční stříkačky * P.Viskozita/4);

Pokud Reynoldsovo číslo injekční stříkačky >= 2000,0 potom začátek

Faktor kinetické energie injekční stříkačky: = 1,0;

Ztráta třením injekční stříkačky: = 0,25/sqr(log 10 (0,0000012/3,7 * P.Průměr injekční stříkačky) + (5,74/Energie (Reynoldsovo číslo injekční stříkačky, 0,9);

konec dále začíná

Faktor kinetická energie injekční stříkačky: = 2,0;

• 44 4 ·

Ztráta třením injekční stříkačky: = (16 * P.Viskozita * PI * P.Průměr injekční stříkačky/

P.Průtoková rychlost konec;

výj imka

Ztráta třením injekční stříkačky: = 0;

Faktor kinetické energie injekční stříkačky: - 0;

konec zkouška

Reynoldsovo číslo přívodní trubičky: - P.Průtoková rychlost/ (PI * P.Průměr přívodní trubičky * (P.Viskozita/4));

Pokud Reynoldsovo číslo přívodní trubičky >= 2000,0 potom začátek

Faktor kinetické energie přívodní trubičky: = 1,0;

Ztráta třením v přívodní trubičce: = 0,25/sqr (log 10 (0,0000012/3,7 * P.Průměr přívodní trubičky) + (5,74/Energie (Reynoldsovo číslo přívodní trubičky, 0,9);

konec a další začátek • · · · · · » e

Faktor kinetické energie přívodní trubička: = 2,0;

Ztráta třením přívodní trubičky: = (16 * P.Viskozita * PI * P.Průměr přívodní trubičky)/

P.Průtoková rychlost konec;

výj imka

Ztráta třením přívodní trubičky: = 0;

Faktor kinetické energie přívodní trubičky: = 0;

konec;

zkouška

Reynoldsovo číslo jehly: = P.Průtoková rychlost/(PI *

P.Průměr jehly * P.Viskozita/4);

Pokud Reynoldsovo číslo jehly >= 2000,0 potom začátek

Faktor kinetické energie jehly: = 1,0;

Ztráta třením jehly: = 0,25/ sqr (log 10 (0,0000012/ (3,7 * P.Průměr jehly) + (5,74/Energie (Reynoldsovo číslo jehly, 0,9);

konec a další začátek • · • · • *

Faktor kinetické energie jehly: = 2,0;

Ztráta třením jehly: = (16 * P.Viskozita * PI *

P.Průměr jehly)/

P.Průtoková rychlost konec;

výj imka

Ztráta třením jehly: = 0;

Faktor kinetické energie jehly: = 0;

konec;

objem: = ((PI/4) * sqr (P.Průměr injekční stříkačky) * P.Délka injekční stříkačky) + ((PI/4) * sqr (P.Průměr přívodní trubičky) *

P.Délka přívodní trubičky) + ((PI/4) * sqr (P.Průměr jehly) *

P.Délka jehly);

Nynější rychlost: = P.Průtoková rychlost/ ((PI/4) * sqr (P.Průměr injekční stříkačky));

Nynější čas: = nyní * 24 * 60 * 60;

• · • ···

Pokud (Poslední čas > 0) a (nikoli P.Testovací režim) potom začátek //

Poprvé stlačený spínač

Zrychlení: = ((P.Měrná hmotnost * Objem)/Gravitace) * //ABS???

((Poslední rychlost - Nynější rychlost)/ (Nynější čas - Poslední čas));

konec a další začátek

Zrychlení: = 0;

konec;

Poslední rychlost: = Nynější rychlost;

Poslední čas: = Nynější čas;

Rychlost v hlavici jehly: - (Rychlostní konstanta * Faktor kinetické energie jehly) * (sqr(P.Průtoková rychlost)/ Energie (P.Průměr jehly, 4,0));

Rychlost v hlavici injekční stříkačky: = (Rychlostní konstanta * Faktor kinetické energie injekční stříkačky * (sqr(P.Průtoková rychlost)/

Energie (P.Průměr injekční stříkačky, 4,0));

• · · * *

Průtoková ztráta injekční stříkačky: = (Ztráta třením injekční stříkačky * P.Délka injekční stříkačky * sqr(P.Průtoková rychlost))/ (P.Průměr injekční stříkačky * 2,0 * Gravitace * sqr(PI * sqr(P.Průměr injekční stříkačky)/ 4,0));

Průtoková ztráta přívodní trubičky: = (Ztráta třením přívodní trubičky * P.Délka přívodní trubičky * sqr(P.Průtoková rychlost))/ (P.Průměr přívodní trubičky * 2,0 * Gravitace * sqr(PI * sqr(P.Průměr přívodní trubičky)/ 4,0));

Průtoková ztráta jehly: = (Ztráta třením jehly * P.Délka jehly * sqr(P.Průtoková rychlost))/ (P.Průměr jehly * 2,0 *

Gravitace * sqr(PI * sqr(P.Průměr jehly)/ 4,0));

Zastavovací síla: = P.Síla siloměru - P.Síla injekční stříkačky - P.Síla mechanizmu;

//Zastavovací síla: = P.Síla siloměru;

• · • · · ·

Jehelní tlak: = (Zastavovací síla/(PI * sqr(P.Průměr injekční stříkačky/2))) Rychlost v hlavici jehly + Rychlost v hlavici injekční stříkačky (P.Měrná hmotnost * (Průtoková ztráta injekční stříkačky +

Průtoková ztráta přívodní trubičky + Průtoková ztráta jehly (Zrychlení/(PI * sqr(P.Průměr injekční stříkačky/2))));

konec.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Elektronické zařízení pro volitelné vstřikování nebo odsávání tekutiny z těla pacienta, se tím, že obsahuje:

   vyznačuj íci nádržku na vstřikování nebo shromažďování uvedené tekutiny, úsek pro dodávání tekutiny, jehož první konec je připojen k uvedené nádržce, a jehož druhý konec je přizpůsoben pro vložení do uvedeného těla pacienta, elektrický hnací mechanizmus, uspořádaný a zkonstruovaný nádržce v závislosti na ve kterém je tekutina zařízení pro pro vyvozování síly v uvedené povelech buď v prvním směru, vstřikována z uvedené nádržky přes uvedené dodávání tekutiny do uvedeného těla pacienta, nebo v druhém směru, ve kterém je tekutina odsávána z uvedeného těla pacienta prostřednictvím uvedeného zařízení pro dodávání tekutiny, snímač pro snímání vnitřního parametru, vyjadřujícího sílu, vyvozovanou uvedeným hnacím mechanizmem, a vnitřních odporů v uvedené nádržce a uvedeného zařízení pro dodávání tekutiny vůči uvedené síle, a řídicí jednotku, připojenou k uvedenému snímači, přičemž uvedená řídicí jednotka obsahuje výpočetní jednotku pro výpočet vstupního a výstupního tlaku na uvedeném druhém konci jako funkce uvedeného vnitřního parametru, přičemž uvedená • · • ··· ···· ·· ·· ·« ·· řídicí jednotka vydává uvedené povely v souladu s uvedeným vstupem.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená řídicí jednotka obsahuje porovnávací zařízení, které porovnává uvedený vstupní a výstupní tlak s předem stanovenou prahovou hodnotou.
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedená předem stanovená prahová hodnota je zvolena tak, aby odpovídala hladině tlaku ve tkáni pacienta, která byla stanovena pro minimalizaci bolesti a/nebo poškození tkáně uvedeného pacienta.
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje paměť, ve které jsou uloženy fyzikální charakteristiky uvedeného zařízení na dodávání tekutiny a uvedené nádržky, přičemž uvedená výpočetní jednotka je uzpůsobena pro určování uvedeného vstupního a výstupního tlaku na základě uvedených fyzikálních charakteristik.
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že uvedená paměť je dále uzpůsobena pro ukládání tekutinových charakteristik uvedené tekutiny, přičemž uvedená výpočetní jednotka je přizpůsobena pro vytváření uvedeného vstupního a výstupního tlaku na základě uvedených tekutinových charakteristik.

   • · • ··· • ··· ·· ·· * · · · * · ···· · · ······ · · · · ·· ·

   6. Zařízení podle nároku 1, v y z n a č u j i c i se tím , že uvedená nádržka a uvedený úsek pro dodávání tekutiny jsou přenosné. 7 . Vstřikovací zařízení pro vstřikování tekutin do tělesné tkáně, vyznačuj ící se tím, že

   obsahuje:

   nádržku na tekutinu, ve které je uložena tekutina, která má být vstřikována, úsek pro dodávání tekutiny, jehož první konec je připojen k uvedené nádržce na tekutinu, a jehož druhý konec je uzpůsoben pro vložení do uvedené tkáně, hnací mechanizmus, uzpůsobený pro vyvozování vnitřního tlaku v uvedené nádržce na tekutinu v závislosti na povelech pro vypuzování uvedené tekutiny pro její proudění uvedeným úsekem pro dodávání tekutiny a ven přes uvedený druhý konec, přičemž uvedená tekutina má výstupní tlak na uvedeném druhém konci, vstupní prvek pro vstup fyzikálních charakteristik alespoň jedné z uvedených tekutin, uvedené nádržky na tekutinu a uvedeného úseku pro dodávání tekutiny, snímač pro snímání vnitřního parametru, vyjadřujícího uvedený vnitřní tlak a odpory zařízení vůči uvedenému vnitřnímu tlaku, a řídicí jednotku, která přijímá uvedené fyzikální charakteristiky a uvedený vnitřní parametr, přičemž uvedená • · · · · • · řídicí jednotka obsahuje výpočetní jednotku pro stanovení uvedeného výstupního tlaku na základě uvedených fyzikálních charakteristik a uvedeného vnitřního parametru, přičemž uvedená řídicí jednotka vydává uvedené povely pro zajištění, že uvedený výstupní tlak nepřesáhne bezpečnou úroveň.

   8. Zařízení podle nároku 7, vyznačuj i c i se tím, že dále obsahuje pouzdro, přičemž uvedené pouzdro zahrnuje alespoň část uvedeného hnacího mechanizmu. 9. Zařízení podle nároku 7, vyznačuj i c i se tím, že uvedená řídicí

   jednotka obsahuje hlavní mikroprocesor, uzpůsobený pro zpracovávání uvedených fyzikálních charakteristik, a pomocný mikroprocesor, řízený uvedeným hlavním mikroprocesorem pro vydávání uvedených povelů.
6. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedený hnací mechanizmus obsahuje motor, řízený uvedeným pomocným mikroprocesorem, a spojovací ústrojí pro připojení uvedeného motoru k uvedené nádržce.

   11. Zařízení podle nároku 10, vyznačuj í c i se tím, že uvedený snímač je umístěn v uvedeném i spojovacím ústrojí. 12. Zařízení podle nároku 10, vyznačuj í c i se tím, že uvedený motor a uvedený pomocný mikroprocesor jsou umístěny v uvedeném

   pouzdru.

   Φ Φ·· · • φ φφφ

   ΦΦΦΦ φ<
7. 13. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále obsahuje montážní úsek pro namontování uvedené nádržky do uvedeného pouzdra.
8. 14. Zařízení vyznačuj ící nároku že dále podle se tím, snímač nádržky, který snímá, zda je uvedená nádržka ve své poloze, přičemž uvedená řídicí jednotka vydává povely poté, kdy snímač nádržky zjistí, že je uvedená nádržka ve své poloze.

   13, obsahuje
9. 15. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedenou nádržkou je injekční stříkačka, mající válec a plunžrový píst, který vykonává přímočarý vratný pohyb v uvedeném válci, přičemž

   uvedený pístu. hnací mechanizmus je připojen k uvedenému plunžrovému 16. Zařízení podle nároku 8, v y z n a č u j ící se tím, že uvedenou nádržkou je karpule, která má boční stěnu a zastavovací ústroj í, přičemž uvedený hnací mechanizmus obsahuje adaptér, opatřený členem, který je připojen k uvedenému zastavovacímu ústroj í.
10. 17. Způsob vstřikování tekutiny do tělesné tkáně, vyznačující se tím, že obsahuje:

    opatření nádržky, naplněné uvedenou tekutinou, • · * · · · • · · • · ··· • · · ♦ • · · · · «··· · · ·· · · vypuzování uvedené tekutiny z uvedené nádržky přes zařízení pro dodávání tekutiny do uvedené tkáně, přičemž uvedená tekutina má výstupní tlak na rozhraní mezi uvedeným

    zařízením pro dodávání tekutiny a uvedenou tkání, sledování uvedeného výstupního tlaku, a snižování průtoku tlak stane nadměrným. uvedené tekutiny, pokud se uvedený 18. Způsob podle nároku 17, vyznačuj ící se t í m , že dále obsahuje zjišťování vnitřního parametru, vyjadřujícího síly nebo tlaky

    v uvedené nádržce, a vypočítávání uvedeného výstupního tlaku na základě uvedeného vnitřního parametru.
11. 19. Způsob podle nároku 17,

    vyznačuj ící s e tím, že uvedený průtok tekutiny je opět obnoven na předem stanovenou úroveň poté, kdy se uvedený výstupní tlak navrátí do normálu. 20. Způsob podle nároku 17, vyznačuj ící s e tím, že dále obsahuje

    plnění uvedené nádržky uvedenou tekutinou před vstřikováním.