Вибір та обґрунтування напрямку конструювання

Дані прилади містили  в собі портативний аналізатор і особливий перетворювач, які спільно реєстрували електричний сигнал, що виникає при біохімічної реакції. У тест-смужках почали застосовуватися особливі фермент. Завдяки цим нововведенням значно зросла зручність використання глюкометрів в домашніх умовах. Однак їх суттєвий недолік полягав у тому, що після кожного вимірювання доводилося видаляти кров з тест-смужки.

З часом з'явилися прилади  другого покоління, які дозволяли брати аналізи не тільки з пальця, але і з будь-якої іншої частини тіла. Важливим є та обставина, що обсяг крові, необхідний для отримання достовірних результатів, в даних приладах зменшився в багато разів (з 50 до 2 мкл). При цьому збір матеріалу почав проводитися автоматично шляхом його всмоктування в потрібному обсязі прямо з капіляра. Завдяки цьому відпадала необхідність контролю над даним процесом.Не дивно, що на сьогоднішній день описаний тип глюкометрів є найпопулярнішим. До недавнього часу багатьом навіть здавалося, що перевершити їх буде практично неможливо.

Однак технічний прогрес  не стоїть на місці, і ось вже виробники глюкометрів випустили на ринок апарати третього покоління. Їх основна відмінність від попередників полягає в тому, що тепер вимірювання рівня цукру в крові відбувається не періодично, а постійно.

Даний ефект може досягатися різними способами: Наприклад, під шкірою пацієнта може перебувати тоненька голка, за допомогою якої і здійснюються всі необхідні виміри з певною періодичністю. Ту ж саму функцію можна з успіхом виконувати і особливий датчик-імплантант.

Однак який би спосіб не застосовувався для вимірювання  рівня цукру в крові, результат  залишається одним і тим же: ви регулярно отримуєте відомості про стан організму діабетика в динаміці, що дозволяє побудувати більш повну та об'єктивну картину змін, що відбуваються в ньому.

 На вигляд глюкометр  третього покоління нагадує великий  годинник, закріплений на зап'ясті, однак може носитися і на поясі. Крім монітора, на який виводиться графік, що відображає рівень цукру в крові, на корпусі є ще кілька функціональних кнопок. Вони дозволяють вносити в пам'ять приладу деякі важливі моменти: час прийому їжі або ліків, рівень фізичного навантаження і т.п. Але поряд з очевидними перевагами глюкометри третього покоління мають і ряд суттєвих недоліків. У першу чергу до них можна віднести високу вартість витратних матеріалів. Для того, щоб правильно відкалібрувати деякі прилади, в них потрібно спочатку ввести вимірювання, зроблені звичайним глюкометрами. Тобто мова йде про те, що досконалого обладнання (як медичного, так і побутового) не існує

На сьогоднішній день не тільки дизайн, але принцип роботи глюкометрів третього покоління продовжують удосконалюватися. Так що є надія на те, що недоліки будуть виправлені, а самі прилади стануть більш доступними для рядових споживачів.

 

Рисунок 3 – Зовнішній  вигляд глюкометрів третього покоління

 

2.1 Види глюкометрів 

 Глюкометр  - OneTouch Ultra

 Супер сучасний прилад з вимірювання рівня цукру в крові з приголомшливим дізайн і прекрасним рівнем точності - всі ці визначення можна віднести до глюкометра під назвою OneTouch Ultra - що в перекладі звучить як "Один дотик Ультра". Цей прилад призначений для точного вимірювання рівня глюкози в крові. Цей прилад - одна з останніх моделей відомих у світі глюкометрів. Даний прилад вимірює кількість цукру всього за п'ять секунд. Для того різання тесту, необхідний тільки один мкл крові. Даний прилад, калібрувати безпосередньо по плазмі крові. Пам'ять попередніх результатів зберігаються до тридцяти днів. І що найдивніше, це те, що отримані результати не поступаються за точністю - лабораторним результатом. Даний глюкометр, дозволяє вибирати місце проколу - це може бути або рука, або палець. Разом з цим приладом ви отримаєте ковпачок One Touch Ultra Clear для того щоб отримувати кров з плеча або передпліччя. Пам'ять поширюється на сто п'ятдесят вимірювань з моменту реєстраційної дати і часу. У комплект входять десять тест-смужок, десять стерильних ланцетів і ручка для проколювання під назвою - One Touch Ultra Soft. Батарейок входять до комплекту вистачає на тисячу вимірювань. Прилад перебуває в м'якому футлярі для довгого зберігання. Розмір даного приладу дуже маленький, але екран великий. Глюкометр володіє безстроковою гарантією.

                                           

Рисунок 4 - Зовнішній вигляд глюкометрів OneTouch Ultra

Глюкометр, що дозволяє брати  кров на пробу без єдиного уколу  кожні 20 хвилин, (отримав офіційний сертифікат FDA 22 березня 2001). Його виробник, компанія Cygnus Inc. з Редвуд Сіті, Каліфорнії подала заявку на сертифікацію в червні 1999 року. Минуло два з половиною роки. На початку листопада 2001 року компанія Cygnus заявила про те, що FDA дозволило компанії почати виробляти великомасштабної штабні партії витратних матеріалів (AutoSensors), які є аналогами звичайних тест-смужок, котрі використовуються всіма іншими подібними приладами. Крім того, було сказано, що FDA ще сертифікувало і сам прилад - GlucoWatch Biographer. Такий значний проміжок часу між подачею заявки і офіціальної сертифікацією пов'язаний з тим, що GlucoWatch є першим приладом у своєму роді, який дозволяє заміряти рівень глюкози в крові без застосування голок, тобто не проколюючи шкіру. Компанія Cygnus заявляє, що швидше за все, глюкометр з'явиться на ринку США вже в першому кварталі 2002 року. Його вже можна придбати в Англії, але в цю країну він випущений в дуже обмеженій партії.

GlucoWatch Biographer носиться  як годинник. Це перший неінвазіонний глюкометр. Через шкіру глюкоза заміряється за допомогою слабкого електричного імпульсу. Систему контролю цукру можна запрограмувати на будь-які конкретні значення. Наприклад, ви можете ввести максимально допустимий рівень глюкози і, якщо фактичне значення перевищить його (номінальне), то глюкометр видасть звуковий сигнал. Точно також можна вчинити і з мінімально допустимим рівнем глюкози. На думку, GlucoWatch є значним проривом серед всіх інших глюкометрів, що існують на сьогоднішній день. Але він навряд чи зможе повністю замінити нитку стандартні глюкометри, так як в кожній бочці меду є ложка дьогтю. Cygnus вже розробляє друге і третє покоління своїх пристроїв, які повинні стати більш досконалими і доработаннимі. У деяких пацієнтів, які застосовували новий прилад було відзначено шкірне роздратування. Компанія заявила, що роздратування через кілька днів проходить, але за даними FDA, така ситуація трапляється з половиною всіх користувачів.

Перш за все GlucoWatch прогрівається  протягом трьох годин, а потім калібрується (настроюється) за результатами звичайних тест-смужок. Застосування приладу дозволено лише особам старше 18 років. У клінічних випробуваннях GlucoWatch було    виявивлено, що при низьких значеннях рівня цукру в крові показання приладу на 30 процентів відрізнялися від показань, отриманих звичайними смужками. За словами компанії, вартість приладу буде в межах $ 300-400, вартість одного сенсора $ 4-5, але останні доведеться замінювати кожні 12 годин. Таким чином, все виливається в $ 2,920 - $ 3,650 на рік. Значно більше, ніж звичайні тест-смужки, які при восьміразовом застосуванні на день за ціною $ 0.75 за штуку виходять у $ 2,190 на рік. У компанії є своя "цільова аудиторія" - близько 20 відсотків усіх діабетиків за даними дослідницького звіту Roper Starch, "часто міряють цукор,". Світовий ринок діабетичних продуктів оцінюється в суму $ 3.5 млрд, 60 відсотків яких припадає на США. По ідеї, більше половини продажів глюкометра має припасти на цю страну.

Рисунок 5 - Зовнішній вигляд глюкометрів GlucoWatch

 

         Аналізатор крові неінвазивний «АМП» v2007

 Неінвазивний аналізатор  формули крові «АМП» це українська  розробка, автор методики - провідний науковий співробітник Харківського Інституту неврології, пси-хіатріі та наркології Академії наук України, доктор медичних наук Малихін Анатолій Віталійович.

Даний метод є справжнім  проривом в діагностиці, тому що дозволяє вже через 180-720 секунд отримати інформацію про 117 параметрах, що відображають життядіяльність організму людини, а саме:

1. Загальну формулу  крові, ШОЕ;

2. Електролітний обмін  (K, Mg, Ca, Na);

3. Зміст ферментів  (AST, ALT, амілаза, білірубін, концентрація білка плазми);

4. Транспорт і споживання  кисню (обсяг циркулюючої крові,  споживання О2 міокардом, насичення крові О2, тест Тіффно та ін);

5. Концентрацію креатиніну, молочної кислоти, сечовини, глюкози,  холестерину, ліпопротеїди та ін;

6. Транспорт і концентрація  СО2;

7. Кровотік внутрішніх  органів у% до загального кровотоку  і мл / хв;

8. Тимчасові інтервали  кардіомеханікі,при цьому кожен пункт включає від 7 до 26 параметрів, і це менше половини списка показників.

За допомогою АМП  можна діагностувати:

вегето-судинну дистонію;

дисциркуляторну енцефалопатію;

наявність атеросклерозу;

порушення згортання  крові;

присутність будь-якого запального процесу (гострого та латентного-уповільненого);

бронхіти, пневмонії;

ішемічну хворобу серця;

гастроентерологічні проблеми: Гепатити, цироз, гастрити, цукровий діабет, панкреатит;

захворювання нирок;

остеохондроз, остеопороз (за рівнем Ca плазми);

оцінювати:

формулу крові;

біохімічні показники  крові,

обмін речовин (67 параметрів організму), що актуально при ожирінні або підборі дієти, при інших  захворюваннях,

нервово-м'язову провідність  на основі дослідження змісту K, Na, Ca, Mg у крові;

стан кровотоку і  споживання кисню тканинами головного  мозку, міокарда, печінки, Нирок та інших  органів;

тип кровообігу та характер порушень кровопостачання міокарда;

ферментативну систему;

компенсаторні можливості організму.

Основна перевага цього  медичного приладу - швидкість і точність вимірювання. На визначення деяких параметрів, які прилад робить за кілька хвилин, іншими традиційними методами йдуть години, дні і навіть тижні. Точність вимірювання параметрів відповідає традиційними методиками і допускає відхилення в межах 3-7%.

Ще одним його незаперечною перевагою є відсутність витратних матеріалів, що дуже вигідно відрізняє його від більшості сучасної апаратури для аналізів. Аналізатор АМП не вимагає змінних картриджів, одноразових голок, реагентів або інших часто дорогих, але необхідних для роботи компонентів.

Програмний комплекс «USPIH», що працює разом з приладом, дозволяє комплексно оцінити стан організму  з позицій його функціонально-метаболічної та гемодинамічної збалансованості, водного  обміну і газового гомеостазу, взаємопов'язаних з ферментативною та імунною системами. Результати надаються у простою, зрозумілою кожному лікарю формі:

1) параметр

2) норма (діапазон) параметра  здорової людини

3) показник параметра  пацієнта

Крім цього, програма попереджає про неправильне розташування датчиків і коригує можливі помилки, максимально виключаючи вплив «людського чинника» на процес дослідження. На основі аналізу отриманих з приладу даних програма видає попередню підказку для лікуючого лікаря, керівництву якій лікар може поставити точний діагноз.

Аналізатор АМП незамінний в амбулаторній практиці і при  критичних станах пацієнтів, коли необхідно  прийняття негайних рішень і швидке визначення життєво важливих параметрів життєдіяльності людини, Дозволяє швидко і без матеріальних витрат виробляти диспансеризацію великої кількості пацієнтів з негайною видачею роздрукованого результату обстеження, збереженням результату і веденням бази даних пацієнтів.

Крім цього за допомогою  аналізатора АМП можна вести моніторинг стану пацієнта та відслідковувати ефективність лікування та проведених процедур.

Дане медичне обладнання не має аналогів у світі. Сам прилад і методика запатентовані, успішно пройшли клінічні випробування, отримали сертифікати з умови відповідності і зареєстровані в Україні, Росії, Єгипті, Китаї, Євросоюзі. Зараз проводиться реєстрація в Південній Кореї, Республіці Білорусь, Казахстані і Канаді. В Угорщині готується до реалізації державна програма з оснащення модифікації цього приладу карет швидкої допомоги.

Рисунок 6 - Зовнішній вигляд глюкометрів «АМП» v2007

 

 

 

3. Вибір та обгрунтування елементної бази

 

 Неінвазівній монітор  глюкози крові, що проектується, має бути розроблений на базі мультиметра М830В з АЦП ICL7106. З мультиметра М830В була вирізана частина плати. На платі були залишені наступні елементи: VT1, R1-R4, С1-С6. Конденсатор С1 і резистор R1 є інтегратором АЦП ICL7106. Конденсатор С1 повинен мати найменше значення. Краще замінити цей конденсатор керамічним, якщо в платі встановлений інший конденсатор. Конденсатор С2 є елементом авторизації АЦП, а конденсатор С4 відповідає за помилку асиметрії характеристики АЦП. Необхідно відзначити, що АЦП в мультиметра мають різну форму цоколевкі. Для цього треба перед виготовленням термометра визначити нумерацію ніжок на АЦП (40 або 44).

 

 Мультиметр  М838

Електронна вимірювальна апаратура, зокрема, сучасний тестер мультіметр, активно застосовується для контролю і виміру показників струму в мережі. Електричної мережі високої напруги потрібні різні види вимірювателя: Ut мультиметр, 832, 838 та інші класичні моделі. Так як продаж високоточних мультиметров, що працюють без збоїв, сьогодні налагоджена на всій території країни, ці прилади стали доступні для всіх. Мультиметр включається в електричному ланцюг через чорний і червоний дроти, що закінчуються металевими щупами. Чорний дріт завжди включається в загальний гніздо.