Пристрій для нагріву потоку рідини

1. Пристрій для нагріву потоку рідини від початкової температури до бажаної температури для внутрішньовенної доставки, який містить: (a) довгасту трубку, виконану з металевого матеріалу, причому вказана трубка має вхідний отвір для входу потоку рідини з початковою температурою і вихідний отвір для доставки потоку рідині з бажаною температурою, (b) щонайменше один термочутливий пристрій, сполучений з вказаною трубкою, який забезпечує формування вихідної характерної температури рідини щонайменше в одному місці по довжині вказаної трубки, і (c) контролер, сполучений з вказаним термочутливим пристроєм, який забезпечує генерування електричного струму, що протікає усередині щонайменше однієї ділянки стінки вказаної трубки, таким чином генеруючи тепло усередині вказаної стінки для нагріву потоку рідини до досягнення бажаної температури у вказаному вихідному отворі. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше один термочутливий пристрій включає термочутливий елемент, розташований в тепловому контакті із зовнішньою поверхнею вказаної трубки. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що вказана трубка має мінімальну товщину стінки, не більше 1,4 мм. 4. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що вказана трубка має мінімальну товщину стінки, не більше 0,4 мм. 5. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що вказана трубка виконана з матеріалу з теплопровідністю щонайменше 5 Вт/(мК). 2 (19) 1 3 94653 4 чутливий елемент, розташований в потоці рідини в районі вказаного вихідного отвору. 14. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана трубка містить внутрішнє покриття електроізоляційним шаром. 15. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана трубка виконана з термоізоляційним покриттям на основній частині її поверхні. 16. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана трубка, вказаний щонайменше один термочутливий пристрій і вказаний контролер розташовані в переносному корпусі. 17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що вказаний корпус додатково містить батарею, сполучену з вказаним контролером, яка забезпечує можливість функціонування пристрою без під'єднування до зовнішнього джерела енергії. 18. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний контролер виконаний у вигляді пристрою багатократного використання, при цьому щонайменше вказана трубка виконана у вигляді одноразового замінюваного елемента. 19. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить витратомір, сполучений з вказаним контролером, який забезпечує вимірювання інтенсивності потоку рідини через вказану трубку. 20. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить насос, сполучений з вказаним контролером, який забезпечує бажану інтенсивність потоку рідини через вказану трубку. 21. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить відсічний клапан потоку, сполучений з вказаним контролером, який забезпечує вибіркове відсікання потоку через вказану трубку. Даний винахід в основному відноситься до пристрою для нагріву потоку рідини. Зокрема, даний винахід відноситься до пристрою для нагріву потоку рідини, а саме, при внутрішньовенній доставці, за допомогою генерування електричного струму усередині всієї металевої трубки, через яку протікає рідина. Наприклад відомо що рідини, які вводяться в пацієнта внутрішньовенно, включають засновані на крові рідини і не кров'яні рідини, спільно названі в даній заявці "внутрішньовенними (ВВ) рідинами". При зберіганні перед використанням, засновані на крові рідини містяться в прохолодному сховищі при температурі приблизно 4°С, а іноді деякі продукти заморожуються. Не кров'яні рідини зазвичай зберігаються при кімнатній температурі. За екстремальних умов навколишнього середовища, коли людське тіло піддається низьким температурам, його внутрішні механізми не можуть заповнювати тепло, яке йде в навколишнє середовище. Гіпотермія трапляється, як правило, при травмах, дії навколишнього середовища і під час основних оперативних процедур. Добре відомо, що гіпотермія є значним ризиком для пацієнтів. Введення не нагрітих або недостатньо нагрітих внутрішньовенних рідин може викликати значну втрату тепла або, щонайменше, сприяти серйозній гіпотермії пацієнта, таким чином погіршуючи його стан. До того ж, під час кожної операції існує ризик ненавмисної гіпотермії, тому необхідно спостерігати і підтримувати нормальну температуру тіла пацієнта при хірургічній операції. З рівня техніки відомо, що ВВ рідини необхідно підігрівати перед внутрішньовенним введенням. Проте необхідно бути дуже уважними, оскільки перегрів ВВ рідин, особливо заснованих на крові може зіпсувати складові крові і піддає небезпеки життя пацієнта. Варіанти здійснення способу і система конвекції для нагріву ВВ рідин розкриті в патентній заявці U.S. Pat. No. 4,707,587 і заявці U.S. Pat. No. 5,106,373. Також може застосовуватися теплообмінник для підтримки температури ВВ рідини постійною. На жаль, такий варіант володіє недоліком, що полягає в тому, що необхідне велика кількість рідини, що збільшує загальний розмір установки. Також можливо оточити нагрівальними елементами медичну трубку, по якій тече ВВ рідина. Слід зазначити, що така нагрівальна система була описана в декількох патентних документах, включаючи U.S. Pat No. 1,995,302; U.S. Pat No. 4,038,519; і U.S. Pat. No. 3,355,572, кожен з яких повністю даним посиланням включається в даний опис. У документах U.S. Pat. No. 1,995,302 і 4,038,519 представлена гнучка трубка, відповідна для медичного використання, в якій нагрівання проводиться за допомогою проводів і смужок з резистивного провідника спіралевидної форми, що нагрівається, заточеного в стінки трубки. У документі U.S. Pat. No. 3,355,572 розкрита композитна трубка, в якій нагрівальні дроти намотані спіралевидним чином навколо внутрішнього шару трубки і знаходяться в зовнішньому шарі трубки. В той час, як деякі з вищезазначених пристроїв підходять для їх основного застосування, вони мають тенденцію до нагріву з нерівномірним збільшенням температури, внаслідок чого виникають локальні гарячі точки і перегрів рідини в трубці. Такий ефект може бути несуттєвим в певних застосуваннях, проте він складає проблему при нагріві ВВ рідин, таких як кров. Оскільки властивості крові можуть погіршуватися при температурі біля 49°С, окремі гарячі точки можуть надавати значне погіршення властивостей крові. Оскільки для досягнення оптимальних результатів кров повинна бути нагріта до певної встановленої температури (приблизно 37°С), трубка повинна бути виконана з можливістю рівномірного нагріву крові і підтримки її температури у вузькому діапазоні. Крім того, для того, щоб підігрітий об'єм крові був постійно готовим для екстреного використання, він повинен зберігатися при необхідній встановленій температурі. Для цього необхідна велика, важка і/або стаціонарна система. Використання такої системи не практично в польових аварійних умовах, в ситуаціях, таких як військово-польові умови, передлікарняне лікування, наприклад, в умовах літального засобу або машини швидкої допомоги, а також у разі амбулаторного пацієнта. У лікарняній операційній компактний нагрівач буде переважний в порівнянні із стандартними нагріва 5 чами, оскільки його можна легко переміщати по операційній, між операційними кімнатами або по лікарні. Компактний розмір також дозволить звільнити дорогоцінне місце поряд з операційним столом для інших медичних приладів. У патентній заявці U.S. Pat. No. 6,142,914, Кистнер і ін. розкрита розгалужена трубка, яка містить паралельні прямі секції в одній площині, загорнуті(заточені) в гнучкий матеріал, який підтримує резистивні нагрівальні елементи. На жаль, у вищезазначених системах через розрив трубки часто трапляється витік рідини. У патентній заявці U.S. Pat. No. 5,713,864, Веркарт, запропонований альтернативний підхід, при якому біологічні рідини нагрівають резистивною полімерною смужкою інтегрованою в структуру полімерної трубки, через яку протікає рідина. Такий підхід є перспективним завдяки ефекту рівномірного нагріву по всій довжині трубки. Проте використання провідних полімерів як нагрівальних елементів є енергетично неефективним і потребує використання високої робочої напруги, що може бути ризиком для безпеки при медичних ВВ застосуваннях. Крім того, оскільки полімерні матеріали є відносно поганими провідниками тепла, зазвичай неможливо зміряти температуру рідини, що протікає через трубку без збитку для герметичності трубки шляхом вставки термочутливого елементу безпосередньо в потік. Таким чином, існує постійна потреба в безпечних і компактних нагрівальних пристроях, які можуть використовуватися в широкому діапазоні навколишніх умов, здатні транспортувати і підігрівати рідини для внутрішньовенного введення з постійно регульованою бажаною температурою, при цьому запобігаючи гіпотермії. Короткий опис винаходу Даним винаходом є пристрій для нагріву потоку рідини, зокрема при внутрішньовенній доставці, за допомогою генерування електричного струму усередині стінки металевої трубки, через яку протікає рідина. Згідно ідеї даного винаходу, наданий пристрій для нагріву потоку рідини від початкової температури до бажаної температури для внутрішньовенної доставки, при цьому пристрій містить: (a) довгасту трубку, виконану з металевого матеріалу, причому вказана трубка має вхідний отвір для входу потоку рідини з початковою температурою і вихідний отвір для доставки потоку рідині з бажаною температурою; (b) щонайменше один термочутливий пристрій сполучений з трубкою і призначений для формування вихідної характерної температури рідини, щонайменше, в одному місці уздовж трубки; і (c) контролер, сполучений з термочутливим пристроєм і призначений для генерування електричного струму, що протікає усередині, щонайменше, однієї ділянки стінки трубки, таким чином генеруючи тепло усередині стінки для нагріву потоку рідини до досягнення бажаної температури у вихідного отвору. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, щонайменше один термочутливий пристрій включає 94653 6 термочутливий елемент, розташований в тепловому контакті із зовнішньою поверхнею трубки. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка має мінімальну товщину стінки не більше 1,4 мм. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка має мінімальну товщину стінки не більше 0,4 мм. Згідно ще одній ознаці даного винаходу трубка виконана з матеріалу з теплопровідністю, щонайменше, 5 Вт/(мК). Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка має електричний опір не більше 15 Ом. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка має електричний опір не більше 5 Ом. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка виконана переважно з неіржавіючої сталі. Згідно ще одній ознаці даного винаходу контролер передбачений для генерування першого електричного струму, що протікає усередині першої ділянки стінки трубки і другого електричного струму, що протікає усередині другої ділянки стінки трубки. Згідно ще одній ознаці даного винаходу потік рідини від вхідного отвору до вихідного отвору проходить послідовно через вказану першу і вказану другу ділянку, при цьому, щонайменше, один термочутливий пристрій призначений для формування вихідної характерної температури рідини: (а) у районі переходу від першої ділянки до другої ділянки; і (b) після протікання через другу ділянку. Згідно ще одній ознаці даного винаходу контролер виконаний для генерування першого струму для нагрівання потоку рідини, що проходить по вказаній першій ділянці для подолання основної різниці температур між початковою температурою і бажаною температурою, а також для генерування другого струму для нагріву потоку рідини що проходить по другій ділянці для подальшої корекції температури для отримання бажаної температури на вихідному отворі. Згідно ще одній ознаці даного винаходу перша ділянка і друга ділянка трубки сполучені за допомогою проміжної ділянки трубки, при цьому, щонайменше один термочутливий пристрій включає термочутливий елемент, розташований в тепловому контакті із зовнішньою поверхнею проміжної ділянки. Згідно ще одній ознаці даного винаходу термочутливий пристрій включає термочутливий елемент, розташований в потоці рідини в районі вихідного отвору. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка містить внутрішнє покриття електроізоляційним шаром. Згідно ще одній ознаці даного винаходу трубка виконана з термоізоляційним покриттям на основній частині її поверхні. Згідно ще одній ознаці даного винаходу трубка, вказаний щонайменше один термочутливий пристрій і вказаний контролер розташовані в переносному корпусі. Згідно ще одній ознаці даного винаходу корпус також містить батарею сполучену з контролером і призначену для можливості функціонування при 7 строю без під'єднування до зовнішнього джерела енергії. Згідно ще одній ознаці даного винаходу контролер виконаний у вигляді пристрою багатократного використання, при цьому, щонайменше, трубка виконана у вигляді одноразового замінюваного елементу. Згідно ще одній ознаці даного винаходу також передбачений витратомір, сполучений з контролером і призначений для вимірювання інтенсивності потоку через трубку. Згідно ще одній ознаці даного винаходу також передбачений насос, сполучений з контролером і призначений для забезпечення бажаної інтенсивності потоку рідини через трубку. Згідно ще одній ознаці даного винаходу передбачений відсічний клапан потоку сполучений з контролером і призначений для виборчого відсікання потоку через трубку. Оскільки винахід схильний до різних модифікацій і альтернативних форм, шляхом прикладів на фігурах показані специфічні варіанти здійснення винаходу, які будуть описані далі детальніше. Слід розуміти, що не ставиться за мету обмежити винахід конкретними описаними формами, а навпаки метою є покрити всі модифікації, аналоги і альтернативи, що потрапляють в об'єм охорони винаходу, визначений прикладеною формулою винаходу. Короткий опис графічних матеріалів Винахід буде тут описаний шляхом прикладів з посиланнями на супутні фігури, на яких: На фіг. 1 представлено схематичне зображення пристрою, виконаного і діючого згідно принципу даного винаходу, призначеного для нагріву потоку рідини що протікає від мішка для зберігання рідини до точки введення в тіло пацієнта; На фіг. 2 представлений схематичний частковий поперечний розріз пристрою згідно фіг. 1, на якому показані деякі точки підключення електричної напруги і деякі температурні датчики, використовувані блоком контролера для моніторингу температури пристрою і регулювання прикладеної електричної напруги в деяких або всіх точках підключення пристрою нагріву рідини; На фіг. 3 і фіг. 4 представлені схематичні зображення блоку контролера у вигляді структурних схем, на яких відповідно показано два різних зовнішніх вигляда нагрівальної трубки, а також різні деталі вузла контролю і вимірювання потоку; На фіг. 5А і фіг. 5В представлені схематичні поперечні перетини нагрівальної трубки, зображені з і без внутрішньої електричної ізоляції відповідно; На фіг. 6 представлений схематичний частковий поперечний розріз робочих деталей в секції введення рідини нагрівального пристрою, на якому показаний перехідник для з'єднання труб із зовнішнім джерелом рідини, насос, точка підключення електричної напруги і температурний датчик; і На фіг. 7 представлений схематичний частковий поперечний розріз робочих деталей в секції виведення рідини нагрівального пристрою, на якому показаний перехідник для з'єднання труб із зовнішнім джерелом рідини, аварійний клапан, 94653 8 датчик потоку, температурний датчик вхідного потоку, точка підключення електричної напруги і температурний датчик. Опис переважних варіантів здійснення винаходу Наступний опис виконаний спільно з фігурами так, щоб фахівець в даній області міг скористатися даним винаходом і упровадити якнайкращі варіанти здійснення винаходу розглянуті винахідником. Фахівцеві в даній області, зважаючи на основні принципи, будуть очевидні різні модифікації даного описаного винаходу. Таким чином, у загальних рисах, справжнім винаходом є пристрій, зазвичай позначений позицією 100, виконаний і такий, що працює згідно принципам даного винаходу, і призначений для нагріву потоку рідини від початкової температури до бажаної температури для внутрішньовенної доставки. Пристрій 100 містить довгасту трубку 120, виконану з металевого матеріалу, таку, що має вхідний отвір 102 для входу потоку рідини з початковою температурою і вихідний отвір 104 для доставки потоку рідині з бажаною температурою. Щонайменше один термочутливий пристрій (описано нижче) сполучений з трубкою 120 і призначений для формування вихідної характерної температури рідини в одному або більш місцях по довжині трубки. Контролер 140, сполучений з термочутливим пристроєм і призначений для генерування електричного струму, що протікає усередині, щонайменше, однієї ділянки стінки трубки 120, таким чином генеруючи тепло усередині стінки для нагріву потоку рідини до досягнення бажаної температури у вихідного отвору 104. На цій стадії вже зрозуміло, що даний винахід володіє значними перевагами перед вищезазначеними пристроями відомими з рівня техніки. Поперше, використання електричного нагрівання за допомогою струму, що протікає в стінці трубки 120, забезпечує поступовий і контрольований нагрів потоку рідини. В той же час, використання металевої трубки дозволяє використовувати відносно низьку робочу напругу, що важливо для безпеки, а також полегшує точне вимірювання температури рідини через стінку завдяки малій товщині стінки і високій теплопровідності металу, таким чином забезпечуючи значні переваги порівняно із застосуваннями на основі провідних полімерів Веркарта які обговорювалися вище. Ця і інші переваги даного винаходу стануть ясніші з наступного докладного опису. Перед детальнішим розглядом ознак даного винаходу буде корисно визначити якусь термінологію, використовувану в даному описі і у формулі винаходу. У описі і формулі даного винаходу, кожне із слів «містить», «включає» і «має» і споріднені їм використовуються для того, щоб показати, що об'єкт або об'єкти які відносяться до даного слова не обов'язково є повним списком деталей, компонентів, елементів або частин предмету або предметів даного слова. У даній заявці об'єкти в однині можуть використовуватися в описі для вказівки одного або більш ніж одного (тобто, щонайменше одного) граматич 9 ного об'єкту. Наприклад, «елемент» має на увазі один елемент або більш ніж один елемент. Термін «містить» в даному описі має на увазі і використовується взаємозамінно з фразою «містить, але не обмежується». Термін «або» в даному описі має на увазі і використовується взаємозамінно з терміном «і/або» якщо в контексті чітко не вказано інше значення. Термін «такий як» в даному описі має на увазі і використовується взаємозамінно з фразою «такий як, але не обмежується цим». Термін «декілька» в даному описі має на увазі будь-яке ціле число більше або рівне одиниці. Термін «приблизно» в даному описі має на увазі проміжок не більш ±20% біля певного значення, якщо не потрібний або явно не вказаний інший ступінь точності. Термін «звичайна нормальна температура тіла» позначає в даному описі температуру тіла приблизно 37°С. У даному випадку «приблизно» означає температурну різницю в 0,2°С. Термін «металевий» позначає будь-який метал або металевий сплав. Термін «неіржавіюча сталь» позначає в даному описі будь-який з ряду сплавів з мінімальним змістом хрому 10,5%. Фраза «термочутливий пристрій» позначає будь-який пристрій конфігурований для вимірювання температури, щонайменше, в одному передбаченому місці. При кожному застосуванні чутливого до температури елементу, елемент, розташований в термальному контакті в зумовленому положенні для вимірювання температури називається «Термочутливим елементом». Приклади термочутливих елементів включають, але не обмежені термометрами, термопарами, термочутливими резисторами (термістори і резистивні детектори температури), біметалічними термометрами, напівпровідниковими термометрами, кварцевими термометрами, оптоволоконними термометрами і ультразвуковими термометрами. Повернемося назад до фігур, на фіг. 1 представлено схематичне і узагальнене зображення пристрою 100. Вхідний отвір 102 переважно виконано з патрубком для з'єднання з трубкою 16, по якій переміщається потік холодної рідини з мішка 12 для зберігання рідини. Вихідний отвір 104 переважно виконано з патрубком для з'єднання з трубкою 18, по якій переміщається потік підігрітої рідини до точки 14 введення в пацієнта. В якості трубок 16 і 18 і патрубків можуть використовуватися будь-які трубки і патрубки відповідні для передбачуваного використання і, як правило, такі, що є компонентами стандартних медичних інфузійних систем. Переважно, пристрій 100 виконано з можливістю з'єднання з декількома з різних наявних в продажі портів інфузійних трубок. Згідно одному варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 також містить дисплей (екран) 142 для відображення і моніторингу системних параметрів, а також для візуальних системних сигналів небезпеки. Згідно одному варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 також містить відсічний клапан 146 потоку призначений для виборчого відсікання потоку через трубку 120. Відсічний клапан 94653 10 146 може електрично управлятися за допомогою з'єднання з контролером 140, також при наявності помилки показувати несправний стан пристрою (наприклад блокування або зменшення потоку, перегрів або подібні), або у відповідь на операцію натиснення аварійної кнопки 144. У обох випадках, контролер 140 зупиняє потік рідини і припиняє нагрів арідини. Додатково або альтернативно може бути передбачений відсічний клапан безпосередньо керований уручну. Згідно одному варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 також містить звуковий аварійний сигнальний пристрій сполучений з контролером 140 для забезпечення чутних сигналів тривоги у разі несправності. Повернемося до фіг. 2, на якій представлений схематичне і узагальнене зображення вищезазначеного портативного пристрою 100. Пристрій 100 містить нагрівальну трубку 120, виконану з металевого матеріалу, переважно призначену для нагрівання і переміщення рідин і контролер 140 включаючи джерело енергії, використовуване для нагріву протікаючої рідини з одного або більш мішків для зберігання рідини від початкової температури (наприклад температури зберігання біля 4°С) до бажаної температури, наприклад, температури тіла. Установка температури для нормальної температури тіла складає приблизно 37°С, хоча в певних особливих випадках ВВ використання можуть бути необхідні температури аж до 49°С. Нагріта трубка 120 працює як резистивний нагрівач, в якому електричний потенціал прикладається контролером 140 уздовж її частини або всієї її довжини. У першому переважному варіанті здійснення даного винаходу електрична напруга прикладається до точок підключення 122 біля перегинів трубки 120. У альтернативному переважному варіанті здійснення даного винаходу уздовж довжини L трубки 120 розташовуються більше двох точок підключення 122 електричної напруги, а контролер 140 розподіляє напругу незалежно між сусідніми точками підключення 122. Це дозволяє контролювати профіль нагріву уздовж довжини трубки 120, наприклад, дозволяючи відносно швидкий нагрів потоку рідини від початкової температури до близької до бажаної на першій ділянці трубки, після чого слідує точніше тонке регулювання температури потоку на подальшій другій ділянці. Таке розділення на незалежно контрольовані секції трубки також важливе для можливості компенсації тимчасових змін температури потоку рідини що входить у вхідний отвір 102. Термочутливі елементи 160, що формують частину термочутливого пристрою переважно встановлені між точками підключення електричної напруги так, щоб вимірювати температуру в кожній секції L1 L2, ..-., Lі трубки 120, і найпереважніше - поблизу переходів між кожною нагрітою секцією і наступною і поблизу до кінця останньої секції. Факультативно, для мінімізації будь-якої потенційної помилки вимірювання температури через тепло що генерується усередині стінки трубки, термочутливий елемент може бути розташований в тепловому контакті із зовнішньою поверхнею не нагрітої проміжної секції, яка сполучає прилеглі нагріті ділянки трубки. 11 У певних переважних варіантах здійснення винаходу пристрій 100 є переносним пристроєм, відповідним для використання в надзвичайних ситуаціях, в польових умовах і тому подібне Для таких застосувань пристрій 100 переважно виконано у вигляді автономного пристрою для використання якого не потрібне під'єднування до зовнішнього джерела енергії. Енергія для нагріву потоку рідини переважно проводиться внутрішнім джерелом енергії, таким як батарея, що перезаряджається, або паливна батарея, виконана як частина контролера 140. Джерело енергії переважно перезаряджається за допомогою під'єднування до джерела енергії транспортного засобу/літака/корабля або основної електромережі або за допомогою ручного зарядного пристрою. У разі паливної батареї, паливо переважно швидко поновлюється за допомогою паливного картріджа або т.п. У одному не обмежуючому але переважному ряду прикладів довжина L трубки 120 знаходиться в діапазоні від близько 1 м до близько 6 м, переважно в діапазоні від близько 3 м до близько 5 м; діаметр D трубки 120 знаходиться в діапазоні від близько 0,8 мм до близько 8 мм, переважно близько 2,8 мм, а товщина трубки знаходиться в діапазоні від близько 0,05 мм до близько 1,4 мм, найпереважніше в діапазоні від близько 0,1 мм до близько 0,4 мм. Зрозуміло, що такі діапазони товщини стінки є меншими ніж при використанні полімерних матеріалів, що робить пристрій відносно компактним. Крім того, металевий матеріал трубки переважно має теплопровідність більш ніж 5Вт/(мК) і, як правило, більш ніж 10 Вт/(мК). Поєднання малої товщини стінки і високої теплопровідності робить можливим високоточне вимірювання температури через стінку. Згідно одному варіанту здійснення даного винаходу, трубка 120 є трубкою з неіржавіючої сталі, використовуваної в медицині. Одна з переваг трубки такого типу полягає в тому, що це дозволяє уникнути деякої теплової деградації пов'язаної з нагріванням. Термін «теплова деградація» відноситься до перегріву трубки унаслідок, наприклад, запуску пристрою, який містить повітря замість рідини, в якому трубка може розплавитися або випустити небажані речовини в потік рідини. Крім того, загальнодоступні полімерні трубки володіють дуже малою здатністю проводити тепло, що визначається, відповідно, їх теплопровідністю між 0,12 і 0,42 Вт/(мК), тоді як трубки з неіржавіючої сталі володіють вищою теплопровідністю понад 10 Вт/(мК) і є набагато кращими провідниками тепла. Іншою перевагою трубки такого типу є надійні і стабільні характеристики матеріалу за екстремальних навколишніх умов, таких як: мороз, вологість, спека і знаходження під відкритими сонячними променями. Трубка 120 також може зберігатися впродовж тривалих періодів часу без зміни її властивостей. Довжина і товщина металевої трубки 120 спеціально вибрані для забезпечення тривалого, поступового, рівномірного точного нагріву разом з високою ефективністю використання енергії по всій внутрішній поверхні трубки 120. Через високу 94653 12 теплопровідність трубки 120, тепловий ККД забезпечується за допомогою переміщення тепла з товщини стінки трубки 120 до її внутрішньої поверхні, яка знаходиться в безпосередньому контакті з потоком рідини. Високий тепловий ККД забезпечує мінімальне енергоспоживання. Ефективність використання енергії переважно також поліпшується за допомогою виконання термоізоляційного покриття на основній частині зовнішньої поверхні трубки 120. Ізоляційна оболонка зазвичай виконується у вигляді рукава, що оточує трубку, з отворами, що необхідне для з'єднання електричних контактів і термочутливих елементів. Згідно ще одній ознаці даного винаходу, трубка 120 містить внутрішнє покриття електроізоляційним шаром. Покриття виконане з біологічно сумісного матеріалу. Товщина покриття є мінімальною (зазвичай декілька десятих міліметра) для того, щоб мінімально впливати на коефіцієнт теплопередачі металевої трубки. Згідно одному переважному варіанту здійснення даного винаходу, трубка 120 може бути одноразовою, а також може бути виконана з можливістю від'єднання від контролера 140 і з можливістю заміни, дозволяючи таким чином повторне використання дорожчого контролера, тоді як компоненти що входять в контакт з потоком рідини є одноразовими для забезпечення стерильності при кожному використанні. Альтернативно, трубка 120 може використовуватися повторно. У такому разі трубка 120 переважно виконана знімною для полегшення процесу стерилізації без пошкодження контролера 140. Контролер 140 також містить термочутливий пристрій для вимірювання температури або температур рідини, що протікає усередині трубки 120. Термочутливий пристрій переважно виконано у вигляді системи високої роздільної здатності, що забезпечує відображення виміряних температур з точністю до десятих градуса Цельсія. Ґрунтуючись на цих вимірюваннях, контролер 140 переважно виконує точний контроль температури потоку рідини у вихідного отвору з точністю, щонайменше, 0,1 °С і регулюється з точністю значно більшою, ніж встановлювана роздільна здатність по всьому діапазону значень витрат потоку. У певних переважних варіантах здійснення термочутливий пристрій містить термочутливі елементи 160, виконані на зовнішній поверхні трубки 120 для зчитування температури трубки 120. Як було розглянуто вище, властивістю трубки 120 є те, що температура зовнішньої поверхні трубки 120 практично ідентична температурі внутрішньої поверхні стінки трубки 120. Навіть якщо невелика різниця температур між температурою рідини і температурою зовні трубки вважається проблемою, корекція може бути розрахована частково на підставі інформації про поточну витрату потоку. Факультативно, в потоці рідини недалеко від вихідного отвору 104 може бути розташований інший термочутливий елемент 162, таким чином перевіряючи кінцеву температуру рідини перед введенням пацієнтові. Повернемося тепер до фігур 3 і 4, на них представлені схематичні зображення пристрою 100, що зображають певні додаткові факультатив 13 ні ознаки. Фігури 3 і 4 головним чином відрізняються компактною формою, використовуваною для трубки 120 для полегшення ефективної упаковки. На фіг. 3 показана сітка з паралельних трубчастих секцій, в яких шлях течії проходить з одного боку в інший. З іншого боку, на фіг. 4 представлена трубка 120, виконана у формі подвійної спіралі. Обидві ці форми можуть бути виконані за допомогою стандартного устаткування для формування і профілювання труб малих розмірів, які після формування є стабільними і такими, що самопідтримуються. Також на фіг. 3 і 4 показані додаткові переважні ознаки, що стосуються вхідного отвору 102 і вихідного отвору 104, які показані детальніше на фігурах 6 і 7 відповідно. Згідно фігурі 6, з вхідним отвором 102 переважно зв'язані: насос 200 для забезпечення бажаної витрати потоку рідини через трубку 120, електричний контакт 122 для додатку нагріваючої напруги від контролера 144, а також термочутливий елемент 160. Згідно фігурі 7, з вихідним отвором 104 переважно зв'язані: термочутливий елемент 160, електричний контакт 122 для прикладання нагріваючої напруги від контролера 140, додатковий занурений термочутливий елемент 162, датчик 212 потоку для вимірювання витрати потоку через трубку 120 і клапан 146 перекриваючий потік. На фігурах 3 і 4 також показано детальніше зразкове виконання контролера 140. Слід зазначити, що контролер 140 може бути виконаний використовуючи систему обробки даних загального призначення що містить один або більш за процесори, що функціонують з відповідним програмним забезпеченням, або у вигляді спеціалізованого устаткування, апаратного реалізованого програмного забезпечення або будь-якої їх комбінації, при цьому використовуючи їх у поєднанні з різними іншими периферійними пристроями для взаємодії з іншими компонентами пристрою 100, що, природно, зрозуміло для фахівця в даній області. Крім того, залежно від проектного рішення, між двома або більш окремими блоками, можуть бути розділені різні функції виконувані контролером 140. Додаткові функціональні компоненти контролера 140 показані на фігурах 3 і 4, включаючи блок 220 контролю потоку для отримання виходу з витратоміру 212 і привідний насос 200, блок 222 контролю електричної напруги і потужності для додатку необхідної електричної напруги до точок підключення 122, блок 224 контролю температури для взаємодії з термочутливими елементами 160 і 162 для оснащення термочутливого пристрою, багатофункціональний регулятор 226 потужностей для управління зарядом батареї і/або вхідною потужністю від різних типів джерел енергії, аварійний блок 228 для виявлення різних параметрів несправностей і/або натиснення аварійної кнопки 144, включення відсічного клапана 146 і виключення нагріву. Контролер 140 переважно регулює температуру рідини, щонайменше, в трьох точках, розташованих впродовж всієї трубки 120, таким чином безпечно контролюючи температуру в пристрої 100. У одному не обмежуючому прикладі пристрій може бути настроєно для доставки рідині з темпе 94653 14 ратурою вибраною в діапазоні 38 - 39°С, наприклад, при лікуванні гіпотермії. Звернемося тепер до фігур 5А і 5В, на яких представлені схематичні докладні зображення вищезазначеної трубки 120. Термочутливий елемент 160 виконаний на зовнішній поверхні трубки 120 і вимірює температуру трубки 120. Термочутливий елемент 160 утримується на місці впритул і, якщо необхідно, електрично ізолюється від трубки 120 будь-якою відповідною структурою, такою як, наприклад, ізолюючий адгезив 192. Також, як згадувалося раніше, безпосередньо всередину потоку може поміщатися додатковий термочутливий елемент 162. Слід зазначити, що даний винахід може бути виконано з використанням будь-якої відповідної технології вимірювання температури. Зазвичай використовується технологія термометра електроконтакта, в якому термочутливий елемент розташовується у контакті з об'єктом, температуру якого необхідно виміряти. Одним типовим, але не обмежуючим прикладом відповідної технології є використання термістора, сполученого з відповідним вимірювальним блоком. Інші приклади включають, але не обмежені термоелектричними термометрами, резистивними термометрами, напівпровідниковими термометрами, кварцевими термометрами, оптоволоконними термометрами і ультразвуковими термометрами. У ряді альтернативних варіантів здійснення можуть використовуватися оптичні пірометри. На фіг. 5В додатково показаний варіант з ізоляційною обшивкою 179 усередині трубки 120. Згідно іншого варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 є легким, переносним, простим у використанні за будь-яких погодних умов і умов навколишнього середовища. Пристрій 100 є стерильним, а будь-які частини вступаючі в контакт з рідиною одноразові. Згідно певним переважним варіантам здійснення даного винаходу, пристрій 100 працює при робочій напрузі в діапазоні від близько 6 В до 24 В, і переважніше, не більше ніж близько 12 В. Робота при таких низьких, і таким чином, відносно безпечних напругах полегшується тим, що металевий матеріал трубки переважно має електричний опір не більше 15 Ом і переважніше, не більше 5 Ом. Згідно певним переважним варіантам здійснення даного винаходу, пристрій може працювати від зовнішнього джерела енергії, яке сполучене з силовою лінією або зовнішнім джерелом енергії транспортного засобу в польових умовах. Згідно іншому варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 забезпечує високу функціональну і експлуатаційну стабільність при механічних і температурних діях. Це досягається, в першу чергу за допомогою структурної опорної конструкції для трубки 120. Згідно іншому варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 здатний повністю функціонувати і експлуатуватися за екстремальних умов навколишнього середовища разом з низьким споживанням енергії і виконаний з можливістю використання в польових умовах, наприклад в аварійно-рятівній медичній службі, в машині швидкої 15 допомоги, в літаках, на борту судна або у військових ешелонах, а також у військових польових операціях. Згідно одному варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 містить захисний клапан, призначений для зупинки потоку рідини, при виникненні небезпечного непередбаченого випадку. Контролер 140 володіє додатковими характеристиками безпеки, які забезпечують миттєву, тимчасову або постійну зупинку потоку рідини. Пристрій також містить аварійну кнопку, яка може бути активована користувачем. Згідно іншому варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 також містить ізоляцію (не показано), навколишню металеву трубку 120, виконану для електричної ізоляції металевої трубки 120, разом із забезпеченням температурної ізоляції. Таким чином, трубка 120 є недорогою, легкою у виробництві і підходить для використання в широкому діапазоні польових застосувань. Згідно іншому варіанту здійснення даного винаходу, пристрій 100 також містить контрольний 94653 16 пристрій, призначений для визначення наявності потоку рідини і для зупинки роботи пристрою, якщо потік рідини зупинився. Все посилання приведені в даному описі повністю включаються в нього. Згадка посилань не припускає допущення, що посилання є описом рівня техніки. Даний винахід був описаний з докладним описом варіантів його здійснення, які були приведені як приклади, і не призначені для обмеження об'єму правової охорони винаходу, за винятком вказаного в прикладеній формулі винаходу. Описані варіанти здійснення містять різні ознаки, не всі з яких необхідні у всіх варіантах здійснення даного винаходу. Деякі варіанти здійснення даного винаходу використовують лише деякі з ознак або можливі комбінації ознак. Зміни описаних варіантів здійснення даного винаходу, а також варіантів даного винаходу, які містять різні комбінації ознак, приведених в описаних варіантах здійснення даного винаходу будуть ясні для фахівців в даній області. 17 94653 18 19 94653 20 21 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 94653 Підписне 22 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601