Институт Инновационного Проектирования | Совершенствование внутривенного фильтра
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

Совершенствование внутривенного фильтра

 

Задача представлена как квалификационная
для получения сертификата 4 уровня

Смотри также задачу о "Совершенствовании пищевого контейнера"

1. Описание исходной ситуации

1.1. Пути уменьшения степени миграции внутривенных фильтров и пути понижения травматичности их работы

Современные внутривенные фильтры являются высокоэффективными устройствами для улавливания тромбов (термин см. Appendix 1) при тромбозе вен. При этом все современные фильтры (см. Figure 1) прикрепляются к внутренней поверхности стенки вены, повреждая ее и вызывая образование тромбов на поврежденных участках.
Figure 1. Современный внутривенный фильтр
Технические меры, перечисленные ниже, позволяют понизить миграцию внутривенных фильтров и уменьшить травматичность вены, однако степень повреждения стенок вены остается достаточно высокой, вызывая необходимость параллельного применения химических препаратов для уменьшения вторичного тромбоза [10]. Применение таких химических препаратов недопустимо для отдельных категорий пациентов (беременные; пациенты, не переносящие тромбо-рассасывающие препараты и некоторые другие [9]).
Снижение уровня миграции извлекаемых фильтров обеспечивается за счет следующих мер:
" Тщательным центрированием фильтра в вене, позволяющим всем элементам крепления надежно внедриться в ткань стенки вены
" Увеличением площади контакта элемента крепления со стенкой вены и/или усилением давления элемента крепления на стенку
" Увеличением количества элементов крепления
" Формой элементов крепления
Снижение травматичности современных извлекаемых фильтров обеспечивается, в частности, за счет таких технических мер:
" Использованием современных материалов с памятью формы, позволяющую фильтру в сложенном состоянии иметь небольшой диаметр
" Конструкцией фильтров, имеющую малое сопротивление потоку крови
" Уменьшением площади контакта элемента крепления со стенкой вены и/или ослаблением давления элемента крепления на стенку и/или уменьшением количества элементов крепления
" Формой элементов крепления фильтра, позволяющей уменьшить травматичность работы фильтра при улавливании тромбов

1.2. Постановка задачи на снижение миграции с одновременным понижением травматичности работы внутривенного фильтра

Считается, что современные внутривенные фильтры являются достаточно безопасными устройствами для улавливания тромбов - они имеют невысокий уровень миграции в вене (ISO 25539-Part 3) [11]. FDA устанавливает очень жесткие требования по уровню миграции внутривенных фильтров [13], [14]. Это связано со смертельным исходом для пациента, у которого фильтр из-за миграции попадает в левый желудочек сердца. Поэтому крепить фильтр к стенке вены необходимо с высокой степенью надежности. Однако все современные извлекаемые фильтры мигрируют [14]. Поэтому все производители внутривенных фильтров озадачены решением этой актуальной проблемы.
С другой стороны, считается, что современные внутривенные извлекаемые фильтры имеют пониженный уровень травматичности [12]. Эти фильтры необходимо извлекать через три недели, но элемент крепления за три недели зарастает. Элементы крепления современных фильтров имеют небольшую площадь контакта и уменьшенную жесткость воздействия элементов крепления на стенки вены. Однако до сих пор проблема существенного снижения уровня травматизма не решена [8]. Поэтому производители современных внутривенных фильтров озадачены решением этой актуальной проблемы.
Одновременное решение обоих вышеназванных проблем приводит к противоречивой ситуации (см. Figure 3). Повышение надежности крепления фильтра к стенке вены подразумевает повышение площади контакта, жесткости и количества элементов крепления, а значит, увеличивает повреждение стенки вены. Чем выше надежность крепления, тем выше степень повреждения. С другой стороны, уменьшение травматизма стенки вены подразумевает понижение площади контакта и жесткости воздействия элементов крепления фильтра. Однако площадь контакта современных фильтров уже и так понижена настолько, что дальнейшее уменьшение площади приведет к недопустимой ситуации - прокалыванию (перфорации) большой полой вены. К тому же дальнейшее уменьшение площади контакта приведет к существенному увеличению миграции фильтра, что также не допустимо. Получается, что все современные фильтры компромиссно решают проблему снижения уровня травматизма в рамках ограничений FDA по миграции. Чем ниже уровень миграции, тем выше травматизм, и чем ниже травматизм, тем выше миграция. Возникает вопрос: Что делать?
Figure 3. Исходная ситуация
Можно ли, используя инструменты ТРИЗ, усовершенствовать такое устройство и существенно понизить уровень его миграции и, одновременно, понизить степень травмирования стенки вены? Можно ли добиться полного отсутствия миграции фильтра и при этом совсем не повреждать внутреннюю поверхность вены?
В рамках данного разбора задачи ограничимся усовершенствованием только одного элемента внутривенного фильтра, который отвечает за прикрепление его к стенке вены и ответственен за степень ее травмирования. Рассмотрим работу Крепежной системы внутривенного фильтра - системы, которая соединяет тромбоулавливатель со стенкой вены, что соответствует главной функции крепежной системы: "удерживать стенку вены", и, при помощи АРИЗ, устраним недостатки в его работе.
Если проанализировать работу крепежной системы, то можно выявить следующие недостатки в его работе:
  Большая степень миграции элементов крепления извлекаемых фильтров
  Существенный тромбоз вен из-за повреждения внутренней поверхности вены элементами крепления
  Большая травматичность при извлечении фильтра из-за врастания элементов крепления в стенку вены
  Необходимость центрировки фильтра для надежного закрепления элементов крепления за стенку вены
По выявленным недостаткам в работе элемента крепления внутривенного фильтра можно сформулировать задачу по его совершенствованию:
Как надежно закрепить фильтр в большой полой вене и при этом не повреждать стенку вены?
Решение данной задачи позволит устранить все четыре недостатка, связанных с наличием зоны контакта элементов крепления фильтра со стенкой вены
Список использованных терминов
Внутривенный фильтр - устройство для улавливания тромбов при тромбозе вен
Тромб - сгусток свернувшихся белковых компонентов крови. Визуально тромб напоминает кусочек вареного яйца, размером от нескольких миллиметров до сантиметра и, преимущественно, продолговатой формы
Миграция - перемещение фильтра в вене. Степень или уровень миграции - количество миллиметров, на которое смещается внутривенный фильтр относительно стенки вены за фиксированное время
Кетгут - биосовместимый материал, используемый в хирургии для зашивания ран и швов. Представляет собой волокна гладких мышц, прошедших специальную (антисептическую) обработку и получаемых из внутренностей животных (кишок)

2. Поиск решений задачи по АРИЗ

Поиск решения этой задачи выполнялся при помощи АРИЗ-85В [2].
Проблема заказчика состоит в том, что по одному из важнейших критериев безопасности фильтров - уровню миграции (см. Список терминов) фильтр имеет плохие показатели. Предварительный анализ задачи показал, что, высокий уровень миграции возникает из-за того, что фильтр имеет мало элементов крепления (незначительную площадь стенки вены, удерживающей фильтр), что связано с необходимостью минимально травмировать стенку вены и некоторыми другими факторами.

Часть 1. Анализ задачи

Основная цель 1 части АРИЗ - переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной схеме (модели) задачи.
Шаг 1.1: Запись условия мини-задачи и технического противоречия (ТП).
1.1. Записать условие мини-задачи [15].
1.1.1. Определить объект усовершенствования, т.е. ТС, в которой возникла задача.
Правило 1. Рассматривается определенный (конкретный) объект в определенных условиях работы [15].
Учитывая правило 1, объект усовершенствования рассматривается во время работы (см. Рис. 5) внутри большой полой вены (vena cava) (см. Рис. 4).
Правило 2. В качестве объекта усовершенствования выбирается та ТС, в которой имеется недопустимый по условиям задачи НЭ [15].
Учитывая правило 2, в качестве объекта усовершенствования выбирается такая ТС, в которой имеется недопустимый НЭ - повреждение стенки вены (перфорация стенки вены во многих местах).
ГПФ ТС "Внутривенный фильтр": останавливать тромб. Для выполнения своей ГПФ эта ТС должна выполнять несколько других полезных функций, среди которых имеется функция удерживать стенку вены. Если фильтр будет удерживать тромб (тромбоулавливателем), но не будет удерживать стенку вены (элементами крепления), то тромб все равно "попадет" в желудочек сердца (вместе с фильтром) и фильтр не будет выполнять свою ГПФ. Следовательно, для выполнения своей ГПФ фильтр должен удерживать стенку вены.
Именно при выполнении этой функции (удерживать стенку вены) возникает НЭ (повреждение стенки вены). Поэтому в качестве объекта усовершенствования выбирается та ТС (Крепежная система внутривенного фильтра), которая выполняет ГПФ - удерживать стенку вены и в которой имеется недопустимый по условиям задачи НЭ - повреждение стенки вены.
Техническая система "Крепежная система" для удерживания стенки вены включает в себя: крепежный узел, центровщик, объединитель и тромбоулавливатель.
Для проверки правильности выбора компонентов ТС "Крепежная система", используем правило 3 из пункта 1.1.3.-Определение компонентного состава выбранной ТС [15]:
Правило 3. Для проверки правильности включения какого-либо элемента в компонентный состав ТС рекомендуется контрольный вопрос: сохранится ли задача в отсутствие проверяемого элемента.
Будет ли ТС "Крепежная система" удерживать стенку вены и повреждать ее при отсутствии следующих компонентов:
" Крепежный узел. При отсутствии этого компонента ТС не выполняет функцию удерживать/повреждать стенку вены. Компонент необходимо включить в состав ТС "Крепежная система".
" Центровщик. При отсутствии этого компонента ТС не выполняет функцию удерживать (и повреждать) стенку вены вследствие перекоса (децентрировки) крепежного узла. Компонент необходимо включить в состав ТС "Крепежная система".
" Тромбоулавливатель. При отсутствии этого компонента ТС не выполняет функцию удерживать стенку вены вследствие конструктивной особенности ТС - узел крепления является конструктивно неотъемлемой частью тромбоулавливателя. В отсутствии тромбоулавливателя крепежный узел не удерживает стенку вены. Компонент необходимо включить в состав ТС "Крепежная система".
" Объединитель. Конструкция фильтра такова, что при его отсутствии вся конструкция фильтра "разваливается" (ТС перестает выполнять свои полезные функции). В том числе, система перестает выполнять функции удерживать и повреждать стенку вены. Компонент необходимо включить в состав ТС "Крепежная система".
В отсутствии любого из перечисленных компонентов система не будет выполнять своей главной функции. В связи с важностью компонента "крепежный узел" для выполнения главной функции, он был разбит на шесть элементов крепления. Уточненный состав ТС "Крепежная система": шесть элементов крепления, центровщик, объединитель и тромбоулавливатель.
ТП 1. Если элементов крепления много, то крепежная система хорошо удерживает стенку вены, но она сильно ее повреждает (прокалывает во многих местах).
ТП 2. Если элементов крепления мало, то крепежная система плохо удерживает стенку вены, но она слабо повреждает ее (прокалывает в малом количестве мест).
Шаг 1.2: Выделение конфликтующей пары: изделие и инструмент.
Изделие: стенка вены.
Инструмент: элемент крепления.
Шаг 1.3: Составление графической схемы конфликта.
Графическая схема конфликта приведена на Рисунке 1.

Рис. 1 Графическая схема конфликта
Шаг 1.4: Выбор одной из схем противоречия.
Выбираем ТП 1 (решаем мини-задачу). В этом случае обеспечивается хорошее удержание стенки вены (отсутствие миграции).
Шаг 1.5: Усиление конфликта путем указания предельного состояния элементов.
Будем считать, что вместо "Много элементов крепления" в ТП 1 указано "Огромное количество элементов крепления", а вместо "Мало элементов крепления" в ТП 2 указано "Полное отсутствие элементов крепления".
Графическая схема усиленного конфликта приведена на Рисунке 2.  

Рис. 2 Графическая схема усиленного конфликта
Шаг 1.6: Запись модели задачи с усиленной формулировкой конфликта, с указанием конфликтующей пары и введением икс-элемента.
Даны: огромное количество элементов крепления и стенка вены.
Крепежная система с огромным количеством элементов крепления прекрасно удерживает стенку вены (миграция фильтра полностью отсутствует), но при этом фильтр недопустимо сильно повреждает (прокалывает во многих местах) стенку вены. Необходимо найти такой икс-элемент, который устранит повреждение (прокалывание) стенки вены, сохранив ее удержание.
Шаг 1.7: Проверка возможности применения системы стандартов к решению модели задачи
Вепольная модель задачи строится на базе графической схемы конфликта, выбранного на шаге 1.5, и изображена на Рисунке 3.

 

 

 

Рис. 3 Вепольная модель задачи
По стандарту 1.2.4 рекомендуется разрушить вредный веполь, введя в него второе поле, которое пересилит вредное действие первого.
Применение системы стандартов на этом шаге разбора модели задачи не приводит к удовлетворительному решению. Поэтому мы идем дальше.

Часть2. Анализ модели задачи

Шаг 2.1: Определение оперативной зоны (ОЗ).
Оперативная зона - это пространство, в пределах которого возникает конфликт, сформулированный в модели задачи на шаге 1.1. В данном случае, эти требования предъявляются одной и той же области пространства - к месту контакта крючков с веной.

 


Рис. 4 Оперативная зона
Зона полезной функции (Удерживать стенку вены) и зоны нежелательного эффекта (Повреждать стенку вены) пересекаются. Следовательно, можно применять приемы устранения противоречия за счет перехода в надсистему или подсистему или за счет отказа от системы [15].
Считаем, что на этом шаге решений нет.
Шаг 2.2: Определение оперативного времени (ОВ).
Оперативным временем является промежуток времени, в течение которого к оперативной зоне предъявляются противоречивые требования, сформулированные в модели задачи на шаге 1.1.
В данном случае, противоречивые требования предъявляются к оперативной зоне в один и тот же промежуток времени (см. Рис. 5).

 

 

 


Рис. 5 Оперативное время
Время выполнения полезной функции (Удерживать стенку вены) совпадает со временем выполнения вредной функции (Повреждать стенку вены). Следовательно, можно применять приемы устранения противоречия за счет перехода в надсистему или подсистему или за счет отказа от системы [15].
Считаем, что на этом шаге решений нет.
Шаг 2.3: Определение вещественно-полевых ресурсов (ВПР).
ВПР инструмента. Инструмент - элемент крепления
" Элемент крепления
ВПР изделия. Изделие - стенка вены
" Стенка вены
Системные ВПР. Система - Крепежная система
" Тромбоулавливатель
" Объединитель
" Центровщик
Внесистемные ВПР.
" Кровь
" Тромб
Часть 3. Определение идеального конечного результата (ИКР) и физического противоречия (ФП).
Шаг 3.1: Запись идеального конечного результата 1 (ИКР-1).
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, в пределах оперативной зоны и в течение оперативного времени предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом ее удерживает.
Шаг 3.2: Усиление формулировки идеального конечного результата ИКР- 1 с использованием вещественно-полевых ресурсов.
При решении задачи по АРИЗ, следует формулировать и записывать все усиленные формулировки ИКР - 1. Каждая формулировка записывается с указанием одного ресурса, а количество таких формулировок равно количеству ВПР, выявленных на шаге 2.3.
Комментарии данному шагу показывают логику автора при построении усиленных ИКР-1.
Элемент крепления в течение ОВ в пределах ОЗ САМ предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом ее удерживает. Формулировка этого ИКР-1 подразумевает некий элемент крепления, не содержащий в себе длинных острых концов, чтобы не прокалывать стенку вены. В тоже время этот элемент должен удерживать стенку вены. Как тогда удержать стенку вены? Очевидно, что элемент крепления должен таким образом давить на стенку вены, чтобы благодаря силам трения (не прокалывая) удержать стенку вены.
Формулировка усиленного ИКР-1:
" Элемент крепления в течение ОВ в пределах ОЗ САМ обеспечивает трение со стенкой вены
Решение: Фильтр с заубринами Раздвижной фильтр с зазубринами на "ножках" тромбоулавливателя обеспечивает отсутствие повреждения (прокалывания) стенки вены при одновременном обеспечении сильного трения элементов крепления (с зазубринами) о стенку вены.
Стенка вены в течение ОВ в пределах ОЗ САМА предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом сама себя удерживает. Формулировка ИКР-1 подразумевает то, что сама стенка вены, ее конфигурация или расположение в пространстве должно быть таким, чтобы она сама себя не повреждала и удерживала. В этом случае задача преобразовывается в задачу создания такой конфигурации стенки вены, чтобы сама стенка вены являлась атравматичным "крепежным элементом" внутривенного фильтра.
" Конфигурация стенки вены в течение ОВ в пределах ОЗ САМА обеспечивает свое удержание без повреждения (прокалывания).
Решение: Фильтр с клипсой Клипса, изготовленная из кетгута, сжимает (обжимает) вену и оставляет внутри вены проход в форме "гребешка", обеспечивает отсутствие повреждения (прокалывания) стенки вены с одновременным удержанием стенки вены.
Тромбоулавливатель в течение ОВ в пределах ОЗ САМ предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом ее удерживает. Формулировка ИКР-1 подразумевает, что тромбоулавливатель без какого-либо участия элементов крепления, сам удерживает стенку вены. Следовательно, нам нужно удалить заостренные крючки на ножках тромбоулавливателя и "заставить" упругую гладкую тонкую проволоку ножек тромбоулавливателя удержать стенку вены.
" Упругая проволока тромбоулавливателя в течение ОВ в пределах ОЗ САМА, не травмируя стенки вены, давит на них.
Решение: Фильтр-пружина Тромбоулавливатель в виде сужающейся пружины из упругой проволоки обеспечивает отсутствие повреждения (прокалывания) стенки вены при одновременном удержании стенки вены крайним (упругим) витком такой сужающейся пружины.
Объединитель в течение ОВ в пределах ОЗ САМ предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом ее удерживает. Формулировка наталкивает на мысль о том, что объединитель должен взять на себя функцию удерживать стенку вены, помимо уже выполняемой им функции удерживать (объединять) тромбоулавливатель и центровщик. При этом элементы крепления (крючки) должны отсутствовать. Как "заставить" объединитель, не прокалывая стенку вены, удерживать стенку вены? Очевидно, что объединитель должен сохранить свое расположение, совпадающее с осью вены (vena cava). Значит, объединитель должен упереться (без прокалывания) в стенку вены, находящуюся на оси вены. Таким элементом стенки вены на оси вены является клапан сердца, являющийся частью стенки вены.
" Объединитель в течение ОВ в пределах ОЗ САМ упирается в клапан сердца (давит на стенку вены, находящуюся на оси вены).
Решение: Упорный объединитель Объединитель на перевернутом на 180 градусов фильтре имеет упорный конец, который упирается в клапан желудочка сердца, являющегося неотъемлемой частью стенки вены. Упорный объединитель без повреждений удерживает стенку вены (упирается в клапан).
Центровщик в течение ОВ в пределах ОЗ САМ предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом ее удерживает. Формулировка этого ИКР-1 наталкивает на мысль о том, что элементы крепления (крючки) должны отсутствовать, а сам центровщик должен быть "снабжен" некими элементами для удержания стенки вены. Крючки на центровщик "поставить" нельзя - они будут прокалывать стенку вены. Тогда как нам добиться того, чтобы центровщик удерживал стенку вены? Очевидно, что центровщик уже удерживает стенку вены, только для выполнения другой функции - центровать тромбоулавливатель в вене. Для этого "ручки" центровщика" располагаются параллельно оси вены - чтобы можно было их перемещать для центровки тромбоулавливателя. А нам необходимо удержать стенку вены именно в этом направлении. Следовательно, нам надо развернуть "ручки" центровщика так, чтобы вместе с выполнением функции центровщика - центровать тромбоулавливатель он выполнял бы и другую функцию - удерживать стенку вены в направлении оси вены.
" Центровщик в течение ОВ в пределах ОЗ САМ обеспечивает сильное трение со стенкой вены в направлении оси вены.
Решение: Спираль Архимеда Центровщик имеет форму спирали Архимеда, при этом "ручки" центровщика развернуты на 90 градусов (расположены не параллельно оси вены, как в существующей конструкции, а радиально). Такое расположение центровщика позволяет как центровать тромбоулавливатель, так и удерживать стенку вены без ее повреждений (прокалывания).
Кровь в течение ОВ в пределах ОЗ САМА предотвращает повреждение (прокалывание) стенки вены и при этом ее удерживает. Решений на этом шаге не возникло. Основная проблема в реализации этого ИКР заключается в том, как заставить жидкость (кровь) удержать твердое тело (стенку вены). Получается, что только изменение фазового состояния крови поможет решить поставленную задачу.
" Фазовое состояние крови в течение ОВ в пределах ОЗ САМО обеспечивает атравматичное удержание стенки вены.
Тромб в течение ОВ в пределах ОЗ САМ удерживает стенку вены и при этом ее не повреждает (не прокалывает). Пожалуй, одна из наиболее интересных формулировок ИКР-1. Сами тромбы удерживают стенку вены вместо крепежной системы внутривенного фильтра. А ведь фильтр предназначен для остановки тромбов. Получается, что тромбы сами удерживают стенку вены, чтобы сами себя "ловить" (удерживать). Возникает задача, связанная с тем как обеспечить возникновение тромбозной ткани на тромбоулавливателе.
" Тромб в течение ОВ в пределах ОЗ САМ образуется на тромбоулавливателе и обеспечивает удержание стенки вены без ее повреждений.
Решение: Птичье гнездо Фильтр, изготовленный очень тонкой проволоки, образует "моток" такой проволоки в вене. Тонкая (стальная) проволока вызывает сильный тромбоз (образование тромбов на поверхности эндотелия вены). Тонкая проволока "врастает" в стенку вены. При этом отсутствует повреждение (прокалывание) стенки вены и удержание стенки вены.
Шаг 3.3: Формулировка физического противоречия на макроуровне.
" Элемент крепления должен (механически) воздействовать (втыкаться) в стенку вены, чтобы удерживать стенку вены. И элемент крепления не должен (механически) воздействовать (втыкаться) в стенку вены, чтобы ее не повреждать (не прокалывать)
" Стенка вены должна иметь незамкнутую (цилиндричесую) форму, чтобы кровь внутри вены (свободно) перемещалась к сердцу, и она должна иметь замкнутую форму, чтобы стенка вены могла удерживать противоположную стенку вены.
Решение: Эндотелиальная восьмерка Фильтр, изготовленный лоскута эндотелиальной ткани стенки вены. Лоскут вырезается по внутренней поверхности вены шириной в несколько миллиметров и оставляется неотрезанным в двух (противоположных) местах. Затем оба полукольца переворачиваются и скрепляются в центре. В результате в вене образуется внутривенный фильтр из эндотелиальной ткани в виде восьмерки. Причем элементами крепления такого фильтра являются (неотрезанные) части (эндотелиальных полосок) стенок вены.
" Тромбоулавливатель должен быть жестким, чтобы удерживать тромбы, и он должен быть мягким, чтобы при удержании стенки вены ее не повреждать.
" Объединитель должен располагаться на оси вены, чтобы удерживать (объединять) тромбоулавливатель и центровщик (в единую конструкцию). И объединитель не должен располагаться на оси вены, чтобы он мог удерживать стенку вены
Решение: Раздвижной шестигранник Фильтр, в котором грани шестигранника являются элементами крепления, удерживают стенку вены благодаря силе трения. При этом грани объединяют тромбоулавливатель и центровщик в единую (раздвижную) конструкцию. Такая конструкция объединителя позволяет удерживать стенку вены и, одновременно, удерживать (объединять) тромбоулавливатель и центровщик (в единую) конструкцию.
" Центровщик должен (механически) воздействовать (втыкаться) в стенку вены, чтобы удерживать стенку вены. И центровщик не должен (механически) воздействовать (втыкаться) в стенку вены, чтобы он мог смещать (центровать) фильтр в вене.
Решение: Замедленные зубцы на центровщике Фильтр, имеющий центровщик из гладкой нитиноловой проволоки, в которой изготовлены зубцы, удерживаемые с помощью биоклея. Во время установки (и центровки) фильтра, центровщик имеет гладкие "ручки" центровщика. Это позволяет отцентровать фильтр в вене. Через некоторое время (несколько минут) биоклей растворяется и на "ручках" центровщика отходят (отклеиваются) концы, образующие зубцы. Зубцы позволяют центровщику удерживать стенку вены без ее прокалывания.
" Кровь должна быть твердой (свернутой), чтобы удержать стенку вены, и кровь должна быть жидкой, чтобы не удерживать кровь (останавливать кровь в вене)
" Тромб должен прилипать стенке вены, чтобы ее удерживать, и он не должен прилипать к стенке вены, чтобы не удерживать кровь (останавливать кровь) РАЗЪЯСНЕНИЕ. Тромб, являясь нетравмирующим (без проколов) элементом крепления, должен прилипнуть к стенке вены, чтобы ее удержать. Но, если на стенках вены образуются (прилипнут) тромбы, то кровь перестанет проходить сквозь них - тромбы"забъют" проход для крови внутри вены.
Шаг 3.4: Формулировка физического противоречия на микроуровне.
" Молекулы элемента крепления должны быть между молекулами стенки вены, чтобы молекулы стенки вены их удерживали, и молекулы элемента крепления не должны быть между молекулами стенки, чтобы молекулы стенки вены удерживали кровь
" Молекулы стенки вены должны быть жестко связаны друг с другом, чтобы удерживать молекулы стенки вены; и молекулы стенки не должны быть жестко связаны друг с другом, чтобы молекулы крови могли проходить между ними
" Молекулы тромбоулавливателя должны давить на молекулы стенки вены, чтобы молекулы стенки вены их удерживали, и молекулы тромбоулавливателя не должны давить на молекулы стенки вены, чтобы их не перемещать (смещать)
" Молекулы объединителя должны быть вокруг молекул тромбоулавливателя, чтобы удерживать молекулы тромбоулавливателя; и молекулы объединителя не должны быть вокруг молекул тромбоулавливателя, чтобы контактировать с (удерживать) молекулами стенки вены
" Молекулы центровщика должны быть между молекулами стенки вены, чтобы молекулы стенки вены их удерживали, и молекулы центровщика не должны быть между молекулами стенки вены, чтобы молекулы центровщика перемещались
" Молекулы крови должны удерживать друг друга, чтобы удерживать молекулы стенки, и молекулы крови не должны удерживать друг друга, чтобы молекулы крови перемещались
" Молекулы белка (в крови) должны иметь свободные радикалы, чтобы удерживать стенку вены, и молекулы белка не должны иметь свободные радикалы, чтобы не останавливать молекулы крови
Рассмотрим пример получения решения из формулировки ФП - 2 для ресурса " Тромбоулавливатель".
Решение: Фильтр с безкрючковой распоркой (см. Рисунок 6). Прекрасную степень удержания стенок вены (полное отсутствие миграции) обеспечивает раздвижная конструкция элемента крепления. При этом отсутствие крючков существенно снижает степень повреждения стенок вены.
Рис. 6 Фильтр с безкрючковой распоркой
Шаг 3.5: Запись идеального конечного результата ИКР - 2.
" Молекулы элемента крепления в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ обеспечивают свое наличие и отсутствие между молекулами стенки
" Молекулы стенки вены в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ обеспечивают наличие жесткой и нежесткой связи друг с другом
" Молекулы тромбоулавливателя в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ обеспечивают наличие и отсутствие давления на молекулы стенки вены
" Молекулы объединителя в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ обеспечивают свое наличие и отсутствие вокруг молекул тромбоулавливателя
" Молекулы центровщика в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ обеспечивают свое наличие и отсутствие между молекулами стенки
" Молекулы крови в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ себя удерживают и не удерживают
" Молекулы белка (в крови) в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ обеспечивают наличие и отсутствие свободных радикалов

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

Шаг 4.1: Метод моделирования маленькими человечками (ММЧ).
Промоделируем конфликт на примере ресурса "Кровь". ИКР-2 для этого ресурса был сформулирован так: Молекулы крови в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ себя удерживают и не удерживают. Пока не понятно как сделать так, чтобы молекулы крови себя удерживали и одновременно не удерживали.
Используем метод моделирования маленькими человечками и изобразим схему конфликта, сформулированного на предыдущих шагах: Молекулы крови должны удерживать друг друга, чтобы удерживать молекулы стенки, и молекулы крови не должны удерживать друг друга, чтобы молекулы крови перемещались.
Рис. 7 ММЧ для ресурса "Кровь"
На этом этапе разбора задачи (см. Рис. 7, С) становится понятно, как достичь ИКР-2: Молекулы крови в течение ОВ в пределах ОЗ САМИ себя удерживают и не удерживают. Необходимо заставить человечков крови, удерживающие стенку вены "поэтапно передавать" человечков крови. При этом в каждый фиксированный момент времени они будут удерживать друг друга.
Шаг 4.2: Решение задачи в случае, если из условия известно, какой должна быть система.
В случае если из условия задачи известно, какой должна быть система, то решение сводится к определению способа получения этой системы. Но в нашем случае в условиях задачи нет данных о том, какой должна быть система, поэтому мы пропускаем этот пункт.
Шаг 4.3: Определение возможности решения задачи применением смеси ресурсных веществ.
Шаг 4.4: Определение возможности решения задачи заменой ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.
Шаг 4.5: Определение возможности решения задачи применением веществ, производных от ресурсных или смеси этих веществ и пустоты.
Рассмотрим решение задачи применением смеси ВПР "Кровь" и МВПР "Кетгут". Кетгут является производным от ресурса "Стенка вены".
Решение: Кетгутовая сетка на кровяной подушке (см. Рисунок 8). Используется кольцо с натянутой на него кетгутовой сеткой, являющейся тромбоулавливателем. Кольцо опирается на юбочку из полиэтилена, покрытого слоем (атромбогенного) электрета. Юбочка выполнена таким образом, что поток крови затекает в юбочку и наполняет ее. Юбочка раздувается, наполняется кровью и становится "кровяной подушкой с полиэтиленовой наволочкой", на которую опирается тромбоулавливатель. Другими словами тромбоулавливатель как бы "подвешивается" на наполненную кровью юбочку. Края юбочки выгнуты по направлению потока крови. Поток крови из юбочки устремляется в промежуток между краем юбочки и стенкой вены. Таким образом, наполненная кровью юбочка как бы всплывает на потоке крови между краем юбки и стенкой вены. Фактически фильтр начинает удерживаться стремительным напором потока крови, проносящимся под юбочкой. Фильтр опирается на поток крови (под юбкой). Юбка парит над веной, как судно на воздушной подушке парит над поверхностью воды или суши. При этом раздувшаяся юбочка с протекающим между ней и стенкой вены потоком крови не дает перемещаться фильтру благодаря сужающейся форме стенки вены.
Рис. 8 Кетгутовая сетка на кровяной подушке
Мы получили решение усиленного ИКР - 2 (шаг 3.5) с использованием смеси ресурсных веществ.
На этом шаге, пожалуй, можно остановиться. Мы получили решение поставленной задачи.

3. Заключение

По выявленным недостаткам в работе крепежной системы внутривенного фильтра была сформулирована задача по ее совершенствованию: Как надежно закрепить фильтр в большой полой вене и при этом не повреждать стенку вены?
Был проведен разбор вышеназванной задачи по АРИЗ до шага 4.5. На этом шаге было найдено решение, полностью решающее поставленную задачу. Найденное решение позволило устранить все недостатки крепежной системы внутривенного фильтра, указанные в пункте 2.2 данной работы.
В конце первой части АРИЗ (шаг 1.7) нам было рекомендовано (по стандарту 1.2.4) разрушить вредный веполь, введя в него второе поле, которое пересилит вредное действие первого. На этом шаге было абсолютно непонятно какое поле вводить и как эту рекомендацию использовать. На шаге 4.3 стало понятным как же использовать эту рекомендацию. Мы действительно ввели второе поле - механическое поле стремительного потока крови между краем юбки и стенкой вены. Фильтр стал опираться на поток крови (под юбкой).
Следует также отметить, что в реальном проекте, посвященному решению задач по совершенствованию внутривенного фильтра, одной из которых является вышеназванная задача, решение, полученное на шаге 4.3, отсутствует. Это связано с тем, что поиск решений осуществлялся с помощью других аналитических процедур. Решение этой задачи по АРИЗ дало красивое и эффективное решение поставленной задачи.

Литература

1 Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. М.: Советское радио, 1979.
2 Альтшуллер Г. С. Найти нить в лабиринте. Введение теорию решения изобретательских задач. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991.
3 Нить в лабиринте /Сост. А. Б. Селюцкий, Петрозаводск: Карелия, 1988.
4 Правила игры без правил. Сост. А. Б. Селюцкий, Петрозаводск: Карелия, 1989.
5 http://www.minervamedica.it/pdf/R37Y2005/R37Y2005N02A00163.pdf
6 http://radiology.rsnajnls.org/cgi/content/figsonly/232/3/635
7 http://www.utmj.org/issues/81.3/Tech_Review_81-239.pdf
8 http://www.jvir.org/cgi/content/full/14/4/425
9 http://www.medicalnewstoday.com/medicalnews.php?newsid=34115
10 http://www.emedicine.com/radio/topic762.htm
11 http://www.evtoday.com/PDFarticles/1105/EVT1105_FDA.html
12 http://beta.trauma.org/traumawiki/index.php?title=Inferior_vena_cava_injuries
13 http://www.fda.gov/cdrh/ode/24.pdf
14 http://www.mcw.edu/chorus/doc/02067.htm
15 Любомирский А.В. Разбор задачи о метеорите. ARIZ - 91 Meteorit.doc


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 992 голосов


Главная » Это интересно » Наука и техника » Совершенствование внутривенного фильтра
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com, info@triz-guide.com
 
 

 

Хочешь найти работу? Jooble