RU242518U1 - Портативный медицинский холодильник с системой логирования для транспортировки радиофармацевтических препаратов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности, к устройствам для хранения и транспортировки чувствительных к температуре медицинских препаратов, в том числе радиофармацевтических средств в беспилотных и наземных транспортных средствах. Полезная модель касается портативного медицинского холодильника, включающего изотермический корпус с теплоизоляцией, радиационной защитой и амортизированным креплением, предназначенным для установки на БПЛА, и содержащего внутренний контейнер с радиационной защитой и средствами идентификации для размещения радиофармацевтических препаратов. Холодильник также включает модуль активного охлаждения и систему питания модуля охлаждения, а также интеллектуальное устройство для управления холодильником и мониторинга условий транспортировки и представляет собой систему контроля и логирования и включает микроконтроллер и датчики температуры, давления, вибрации, вскрытия корпуса, модуль геопозиционирования, интерфейс беспроводной передачи данных, систему уведомлений о нарушениях условий транспортировки и попытках несанкционированного вскрытия и датчики уровня радиационного фона. Технический результат - обеспечение надежной и безопасной логистики радиофармпрепаратов в малогабаритных БПЛА. Устройство разработано с учетом санитарных требований СанПиН 2.6.1.1281-03, включая допустимые уровни излучения (на корпусе и на расстоянии 1 м), предупредительные знаки, фиксацию контейнера, возможность дозиметрического контроля и отчётности. 11 з.п. ф-лы.

Description

Область техники

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности, к устройствам для хранения и транспортировки чувствительных к температуре медицинских препаратов, в том числе радиофармацевтических средств, в беспилотных летательных и наземных транспортных средствах.

Полезная модель касается портативного медицинского холодильника с системой логирования для транспортировки радиофармацевтических препаратов в наземном транспорте и на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА).

Предшествующий уровень техники

Малоразмерные беспилотные летательные аппараты открыли новые перспективы в организации грузоперевозок, особенно при доставке в труднодоступные районы. Их компактность и автономность делают БПЛА оперативным решением для транспортировки, значительно повышая общую эффективность логистических операций.

Особый интерес представляют возможности применения малоразмерных БПЛА для доставки медицинских препаратов. Однако отсутствие специализированных контейнеров, отвечающих строгим требованиям био- и радиобезопасности, обеспечивающих возможность мониторинга условий доставки, а также поддержания температурного режима 2-8°С, необходимого для сохранности препаратов, ограничивает использование БПЛА в этой области.

Таким образом, при всей перспективности использования малоразмерных БПЛА в медицинской логистике, отсутствие соответствующих устройств для транспортировки снижает эффективность их практического применения.

Известны различные медицинские термоконтейнеры и термокороба для хранения и транспортировки термочувствительных медицинских препаратов, использующие пассивное охлаждение (хладоэлементы) или элементы Пельтье, предназначенные для кратковременной транспортировки препаратов при температуре от +2 до +8°C.

Известен термоконтейнер для доставки биопроб беспилотным летательным аппаратом, см. RU 204795 U1, 11.06.2021. Термоконтейнер представляет собой коптер и содержит двойной корпус с теплоизоляцией, на котором размещено крепление к беспилотному летательному аппарату. Термоконтейнер содержит блок электроники, оснащенный световой сигнализацией, включающий микроконтроллер и датчик температуры, внутренний герметичный металлический корпус с кареткой для размещения биопроб. Контейнер позволяет поддерживать во внутреннем корпусе заданную температуру, под управлением микроконтроллера и датчика температуры, однако не позволяет контролировать условия транспортировки и не приспособлен для перевозки радиационно опасных материалов.

Из WO 2019059394 A1, 28.03.2019 известен компактный беспилотный летательный аппарат для перевозки биологических образцов с повышенной надежностью транспортировки. Беспилотный летательный аппарат содержит закрытый контейнер для биологических образцов, средство управления температурой, включающее охлаждающий механизм, средство регистрации и контроля температуры. Летательный аппарат содержит автономный блок управления полетом и хранения маршрута. Беспилотный летательный аппарат позволяет контролировать температуру транспортировки и не обеспечивает активное охлаждение при экстремальных температурах и устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям при воздушной доставке. Летательный аппарат также не приспособлен для перевозки радиационно опасных материалов.

Ближайшим аналогом настоящей полезной модели является система транспортировки термочувствительного груза US 20230331405 A1, 19.10.2023, которая включает беспилотный летательный аппарат, состоящий из корпуса и морозильной камеры, соединенной с корпусом дрона. В вариантах реализации дрон оснащён морозильной камерой для транспортировки биологических материалов и включает в себя устройство контроля температуры для транспортировки биологических материалов. Дрон также может представлять собой дрон с мини-морозильной камерой для хранения биологических материалов, с активными механизмами охлаждения во время воздушной транспортировки. Данные о полете могут регистрироваться и передаваться на базовую станцию, кроме того, пользователь может использовать интеллектуальное устройство для активации мини-морозильника и уведомления целевого пункта назначения о перевозке материалов.

Таким образом, известные устройства для транспортировки медицинских препаратов с функцией поддержания заданного температурного режима, как правило не адаптированы для транспортировки радиофармпрепаратов с учетом их особенностей (радиационная безопасность, маркировка, защита) с использованием в условиях БПЛА (вес, вибрации, автономность, устойчивость к перепадам давления и температур) и не соответствуют требованиям СанПиН 2.6.1.1281-03 к транспортировке радиофармпрепаратов.

Раскрытие сущности полезной модели

Задача настоящей полезной модели заключается в создании многофункционального, автономного, легкого и защищенного холодильника пригодного для транспортировки радиофармацевтических препаратов, как в наземном транспорте, так и в БПЛА, с возможностью регистрации и хранения данных об условиях транспортировки (температура, время, геолокация, вибрации, вскрытие). Задача полезной модели также заключается в обеспечении радиационной и биологической безопасности содержимого холодильника для внешней среды.

Техническим результатом является обеспечение надежной и безопасной логистики радиофармпрепаратов в малогабаритных БПЛА за счет устойчивости портативного медицинского холодильника к внешним воздействиям.

Сущность полезной модели заключается в достижении указанного технического результата предложенным устройством.

Портативный медицинский холодильник, предназначенный для транспортировки радиофармацевтических препаратов в наземных транспортных средствах или на беспилотных летательных аппаратах. Холодильник включает изотермический корпус с теплоизоляцией, радиационной защитой и амортизированным креплением, предназначенным для установки на БПЛА, и содержит внутренний контейнер с радиационной защитой и средствами идентификации для размещения радиофармацевтических препаратов. Холодильник также включает модуль активного охлаждения, систему питания модуля охлаждения и интеллектуального устройства управления и мониторинга условий транспортировки. Интеллектуальное устройство представляет собой систему контроля и логирования и включает микроконтроллер, датчики температуры, давления, вибрации, вскрытия корпуса, модуль геопозиционирования, интерфейс беспроводной передачи данных, систему уведомлений о нарушениях условий транспортировки и попытках несанкционированного вскрытия, датчики уровня радиационного фона.

Холодильник, отличающийся тем, что радиационная защита изотермического корпуса выполнена встроенной или съемной.

Холодильник, отличающийся тем, что встроенный аккумулятор системы питания модуля охлаждения выполнен с возможностью зарядки от автономного аккумулятора или внешнего источника питания.

Холодильник, отличающийся тем, что встроенная аккумуляторная батарея системы питания модуля охлаждения выполнена с возможностью «горячей замены» без отключения питания модуля охлаждения.

Холодильник, отличающийся тем, что в качестве модуля активного охлаждения использован термоэлектрический элемент на основе эффекта Пельтье.

Холодильник, отличающийся тем, что дополнительно предназначен для транспортировки чувствительных к температуре медицинских препаратов.

Холодильник, отличающийся тем, что система логирования дополнительно содержит модуль беспроводной связи для удаленного мониторинга параметров транспортировки в реальном времени.

Холодильник, отличающийся тем, что система уведомлений включает световую, звуковую и дистанционную тревожную сигнализацию.

Холодильник, отличающийся тем, что корпус выполнен с возможностью быстрой стыковки с грузовыми отсеками дронов посредством стандартизированных разъемов или адаптеров.

Холодильник, отличающийся тем, что внутренний контейнер для радиофармпрепаратов снабжен RFID-метками и системой фиксации ампул или капсул.

Холодильник, отличающийся тем, что изотермический корпус выполнен с двойной герметизацией и встроенной фильтрацией воздуха для обеспечения биологической защиты.

Полезная модель представляет собой портативный медицинский холодильник с интеллектуальной системой, предназначенный для транспортировки радиофармацевтических препаратов как в наземных транспортных средствах, так и на беспилотных летательных аппаратах и является сборочной единицей, составные части которой находятся в функционально-конструктивном единстве. В портативном медицинском холодильнике осуществляют хранение и транспортировку чувствительных к температуре препаратов, в том числе радиофармацевтических средств, с использованием беспилотного и наземного транспорта. Конструктивное единство заключается в том, что он представляет собой сборочную единицу, из изотермического корпуса, модуля активного охлаждения, системы питания, интеллектуального устройства с микроконтроллером и датчиками для отслеживания условий транспортировки, интерфейсом беспроводной передачи данных и средств крепления к БПЛА, соединенных на предприятии-изготовителе между собой любыми применимыми в данной технической области сборочными операциями известными специалисту.

Устройство включает:

Изотермический корпус из легких и прочных материалов адаптирован для использования в условиях БПЛА. Изотермический корпус может быть выполнен, например, из углеродного волокна или полимерных композитов с многослойной термоизоляцией. Изготовление корпуса из термоизоляционного материала позволяет поддерживать внутри корпуса температуру, необходимую для транспортировки препаратов. Корпус дополнительно может быть выполнен с двойной герметизацией и встроенной фильтрацией воздуха для обеспечения биологической защиты окружающей среды и персонала. Кроме того, корпус дополнительно может быть оснащен RFID-метками для идентификации содержимого.

Корпус содержит встроенные или съемные модули защиты от ионизирующего излучения, например, свинцовые, вольфрамовые, танталовые пластины, обеспечивающие защиту окружающей среды от радиационного излучения транспортируемых препаратов.

Система активного охлаждения, основана на использовании компактного термоэлектрического охлаждающего модуля, предпочтительно элемента Пельтье. Система обеспечивает охлаждение и стабильное поддержание заданной температуры в диапазоне, необходимом для транспортировки чувствительных к температуре медицинских препаратов, лекарственных средств и радиофармацевтических препаратов в соответствии с требуемыми условиями хранения, например, от -25°C до +8°С.

Питание системы активного охлаждения осуществляется от встроенного аккумулятора с возможностью зарядки от внешнего источника питания, включая автомобильный разъем, USB-C или стандартный DC-вход, причем встроенный аккумулятор может быть заменен без отключения питания. Встроенный аккумулятор также обеспечивает питание интеллектуальной системы.

Интеллектуальная система контроля и логирования, включает микроконтроллер, GPS или ГЛОНАСС-модуль, датчики температуры, влажности, вибрации, атмосферного давления, углов наклона, вскрытия корпуса, а также датчик уровня радиационного фона. Данные об условиях транспортировки автоматически регистрируются в энергонезависимой памяти с возможностью беспроводной передачи и могут автоматически выгружаться в облако по завершении маршрута. Интеллектуальная система обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к данным и корпусу, а также позволяет, при необходимости, отслеживать маршрут в режиме реального времени через API для интеграции с логистическими системами.

В соответствии с требованиями СанПиН 2.6.1.1281-03, для обеспечения безопасности перевозки радиоактивных веществ необходимо осуществлять передачу данных о дате и времени начала и завершения транспортировки, об уровне радиационного фона на старте и финише, о факте вскрытия корпуса и отклонении температуры и маршрута. Система логирования обеспечивает хранение и передачу всех указанных данных, необходимых для выполнения требований СанПиН 2.6.1.1281-03. Эти данные могут быть предоставлены санитарно-эпидемиологическим службам или органам радиационного контроля по запросу.

Система уведомлений включает звуковую и/или световую индикацию, а также удаленную сигнализацию в случае отклонения параметров транспортировки от заданных (например, перегрев, превышение вибрации, вскрытие, выход с маршрута и др.). Система уведомлений в реальном времени фиксирует отклонения, автоматически оповещает пользователя о нарушениях условий транспортировки и предоставляет инструменты для их оперативной дистанционной корректировки, что позволяет повысить надежность и безопасность доставки.

Холодильник дополнительно может включать защитный внутренний контейнер для размещения радиофармпрепаратов выполненный из радиационно-защитного материала установлен и закреплен в изотермическом корпусе так, чтобы избежать самопроизвольного перемещения и опрокидывания при поворотах, толчках, торможении и качке. Внутренний контейнер маркируют соответствующими предупредительными знаками, и надежно закрепляют в корпусе. Защитный контейнер дополнительно оснащен RFID-метками для идентификации содержимого. На поверхности защитного контейнера предусмотрено покрытие, хорошо поддающееся дезактивации, например, защитное полимерное покрытие, в частности эпоксидное покрытие (INERTA 160). Внутреннее пространство контейнера может быть дополнительно разделено на секции, позволяющие фиксировать ампулы или капсулы во избежание механического повреждения при вибрациях и падениях.

Интерфейс подключения холодильника к БПЛА, представляет собой амортизированные крепежные элементы и/или адаптеры, обеспечивающие жесткое и безопасное соединение с подвесами дронов. Центр тяжести конструкции сбалансирован для полетной устойчивости. Габариты и масса соответствуют грузоподъемности среднетяжелых дронов (например, массой до 13-15 кг). Корпус выполнен с возможностью быстрой стыковки с грузовыми отсеками дронов посредством стандартизированных разъемов или адаптеров.

Полезную модель осуществляют следующим образом.

Корпус портативного медицинского холодильника выполнен из легкого прочного материала с многослойной термоизоляцией и с защитой от радиации, что позволяет поддерживать температуру внутри корпуса, необходимую для обеспечения сохранности перевозимых радиофармпрепаратов и их устойчивости к внешним воздействиям, а также ограничивает контакт радиоактивных веществ с внешней средой. На корпусе холодильника предусмотрены амортизированные крепления для установки на БПЛА, сохраняющие устойчивость холодильника при тряске и ударах. Таким образом, надежность и безопасность доставки радиофармпрепаратов с использованием БПЛА достигается за счет изготовления корпуса из изотермического материала с радиационной защитой и со средствами крепления. Корпус портативного медицинского холодильника включает модуль активного охлаждения и систему питания модуля охлаждения, которые обеспечивают температуру, необходимую для надежной и безопасной перевозки препаратов.

Портативный холодильник содержит систему контроля и логирования для управления холодильником и мониторинга условий транспортировки. Система контроля и логирования включает микроконтроллер, датчики температуры, давления, вибрации, вскрытия корпуса, модуль геопозиционирования, интерфейс беспроводной передачи данных, систему уведомлений о нарушениях условий транспортировки и попытках несанкционированного вскрытия и датчики уровня радиационного фона. Для питания системы контроля и логирования используют аккумулятор системы охлаждения. Система позволяет отслеживать условия транспортировки, дистанционно контролировать и управлять температурой, давлением, вибрацией, маршрутом, а также высылает сигнал о попытках вскрытия и превышении радиационного фона, что позволяет пользователю своевременно отреагировать при возникновении аварийной ситуации и выполнить действия для ее устранения. Таким образом, система логирования и контроля повышает надежность и безопасность транспортировки радиофармпрепаратов с использованием БПЛА, за счет повышения устойчивости холодильника к внешним воздействиям, а также дает возможность пользователю их минимизировать.

В корпусе закреплен внутренний контейнер с радиационной защитой и средствами идентификации, предназначенный для размещения радиофармацевтических препаратов. Внутренний контейнер обеспечивает дополнительную защиту окружающей среды и персонала от радиоактивных веществ, перевозимых в холодильнике, и повышает надежность перевозки препаратов.

При подготовке к транспортировке проверяют заряд аккумулятора и исправность системы охлаждения.

В изотермический корпус с радиационной защитой загружают радиофармпрепараты, требующие поддержания температуры 2-8°C. Допустима также загрузка термочувствительных препаратов (вакцины, лекарства, биоматериалы) в изотермический корпус, а радиофармпрепаратов - в защитный внутренний контейнер.

Параметры, необходимые для соблюдения условий перевозки: целевая температура, допустимые отклонения (±1°C), пороговые значения вибрации, давления и радиационного фона, а также данные о маршруте задаются через интеллектуальное устройство управления.

В процессе доставки модуль активного охлаждения автоматически поддерживает заданный температурный режим. Датчики в реальном времени отслеживают условия транспортировки, а система геопозиционирования фиксирует маршрут и местоположение холодильника.

При отклонении параметров, система отправляет уведомления с указанием характера нарушения (предупреждение о тряске, превышении температуры или радиационного фона, попытках вскрытия корпуса или изменение маршрута) и рекомендуемыми действиями для устранения указанного нарушения, например, активировать резервное охлаждение или проверить герметичность.

В случае возникновения аварийной ситуации осуществляется регулирование условий транспортировки.

При перегреве модуль охлаждения переключается на повышенную мощность. В случае, если температура не стабилизируется устройство отправляет запрос на срочную доставку в ближайший медпункт.

При превышении радиационного фона устройство отправляет запрос на срочную аварийную остановку в ближайший специализированный подсочный пункт для дезактивации.

При вскрытии корпуса устройство активирует сигнализацию и передает данные о местоположении в службу безопасности.

При падении или ударе, по данным вибродатчиков, система рекомендует проверить целостность груза и, при необходимости, скорректировать маршрут доставки.

По прибытии формируется отчет об условиях перевозки и автоматически выгружается в облако. Отчет содержит информацию о дате и времени начала и завершения транспортировки, об уровне радиационного фона на старте и финише, о факте вскрытия корпуса и отклонении температуры и маршрута в соответствии с требованиями СанПиН 2.6.1.1281-03.

Таким образом, настоящая полезная модель представляет собой устройство для перевозки радиофармпрепаратов и за счет сочетания портативности, автономности, интеллектуального контроля условий транспортировки, радиационной защиты и надежного и быстрого крепления портативного холодильника применима для надежной и безопасной перевозки на БПЛА. Надежность и безопасность транспортировки для окружающей среды и персонала достигается за счет радиационной и биологической защиты корпуса. Кроме того, наличие системы контроля и логирования позволяет осуществлять полную цифровую прослеживаемость логистики, включая идентификацию, контроль вскрытия, маршрут, геопозиционирование, параметры окружающей среды и адаптацию к различным условиям эксплуатации, включая экстремальные температурные и вибрационные нагрузки, что повышает надежность и безопасность доставки лекарств и радиофармпрепаратов с использованием БПЛА.

Устройство может использоваться в лицензированных системах транспортировки радиоактивных материалов, в том числе в рамках санитарно-эпидемиологического заключения, как это предусмотрено п. 3.1 и 3.3 СанПиН 2.6.1.1281-03.

Указанные преимущества портативного медицинского холодильника позволяют применять его в ядерной медицине при доставке радиофармпрепаратов от центра синтеза до онкологические центра или в дистанционные лаборатории и мобильные диагностические пункты, в военных или полевых условиях для экстренной доставки доз радиофармпрепаратов с помощью БПЛА, а также для перевозки биообразцов с контролем условий транспортировки. Полезную модель могут применять организации, осуществляющие логистику фармацевтической и биомедицинской продукции с соблюдением стандартов GDP, GMP, GxP и требований по радиационной безопасности в автономных беспилотных и наземных системах доставки.

Claims (12)

1. Портативный медицинский холодильник, предназначенный для транспортировки радиофармацевтических препаратов, включающий изотермический корпус с теплоизоляцией, модуль активного охлаждения и систему питания модуля охлаждения и интеллектуального устройства управления и мониторинга условий транспортировки, включающее микроконтроллер и датчики температуры, давления, вибрации, вскрытия корпуса, модуль геопозиционирования, интерфейс беспроводной передачи данных и амортизированное крепление, предназначенное для установки на БПЛА, отличающийся тем, что интеллектуальное устройство представляет собой систему контроля и логирования и включает систему уведомлений о нарушениях условий транспортировки и попытках несанкционированного вскрытия, датчики уровня радиационного фона, корпус выполнен с радиационной защитой средствами идентификации.

2. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что радиационная защита изотермического корпуса выполнена встроенной или съемной.

3. Холодильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит внутренний контейнер с радиационной защитой и средствами идентификации.

4. Холодильник по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что встроенный аккумулятор системы питания модуля охлаждения выполнен с возможностью зарядки от автономного аккумулятора или внешнего источника питания.

5. Холодильник по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что встроенный аккумулятор системы питания модуля охлаждения выполнен с возможностью «горячей замены» без отключения питания модуля охлаждения.

6. Холодильник по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве модуля активного охлаждения использован термоэлектрический элемент на основе эффекта Пельтье.

7. Холодильник по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что дополнительно предназначен для транспортировки чувствительных к температуре медицинских препаратов.

8. Холодильник по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что система логирования дополнительно содержит модуль беспроводной связи для удаленного мониторинга параметров транспортировки в реальном времени.

9. Холодильник по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что система уведомлений включает световую, звуковую и дистанционную тревожную сигнализацию.

10. Холодильник по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что корпус выполнен с возможностью быстрой стыковки с грузовыми отсеками БПЛА посредством стандартизированных разъемов или адаптеров.

11. Холодильник по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что изотермический корпус или внутренний контейнер для радиофармпрепаратов снабжен RFID-метками и системой фиксации ампул или капсул.

12. Холодильник по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что изотермический корпус выполнен с двойной герметизацией и встроенной фильтрацией воздуха для обеспечения биологической защиты.