Способ работы системы управляемой прерывистой пневмокомпрессии верхних и нижних конечностей с оценкой биомеханики сосудов
Владельцы патента RU 2644927:
Дьячков Владислав Александрович (RU)
Грицин Алексей Валерьевич (RU)
Изобретение относится к медицине и может быть использовано при лечении и профилактике заболеваний сердечно-сосудистой системы. Способ прерывистой пневмокомпрессии верхних и нижних конечностей заключается в наложении на конечности многосекционных манжет с формированием избыточного давления воздуха в них за счет пневматической распределительной системы и системы управления и измерении параметров сердечно-сосудистой системы пациента. В качестве исполнительного элемента манжеты используют шланги, которые и образуют секции. Количество секций на манжете для верхних конечностей составляет не менее 22, а для нижних конечностей не менее 32. Формируют избыточное давление в манжетах согласно алгоритму, заложенному в программируемый логистический контроллер пневматической распределительной системы, за счет коммутации напряжения питания соответствующей электромагнитной катушки распределителя. После достижения необходимого избыточного давления в манжете подают напряжение на электромагнитную катушку следующего распределителя. Далее с помощью кардиоваскулярного блока осуществляют комплексный мониторинг состояния биомеханики сосудов, в который входит объемная сфигмография, измерение лодыжечно-плечевого индекса и электрокардиограмма. По полученным показателям биомеханики сосудов корректируют необходимое избыточное давление в манжетах и синхронизируют работу пневмосистемы с сердечным ритмом. Технический результат состоит в повышении эффективности и сокращении сроков реабилитации пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. 4 ил.
Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано при лечении и профилактике заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Из существующего уровня техники известен способ работы устройства для воздействия на сердечно-сосудистую систему (патент RU 2282465, МПК А61М 1/10, А61Н 9/00, А61Н 31/00, опубл. 27.08.2006), заключающийся в закреплении всех надувных манжет и измерительных датчиков на теле пациента и включении электропитания. Затем в процессе заполнения ресивера, в соответствии с алгоритмом функционирования блока управления и индикации проводится определение QRS-комплекса и вычисление частоты сердечных сокращений (ЧСС). Далее происходит вычисление R-R интервала и длительности задержки относительно R-зубца. После получения сигнала о наличии в ресивере давления 0,8 МПа, в соответствии с временной диаграммой устройство начинает циклическое наполнение надувных манжет в соответствии с вычисленной длительностью надувания. По достижении заданного давления в манжете (Рз) обеспечивается цикл окклюзии на время, по истечении которого начинается цикл опорожнения манжеты в течение То. По завершении цикла опорожнения остаточное давление в манжете не должно превышать 20 мм рт. ст. При отсутствии QRS-комплекса и/или несоблюдении условия 30<ЧСС<120 блок управления и индикации выдает сигнал о невозможности осуществления воздействия.
Недостатком прототипа является также то, что при пневмомассаже происходит воздействие на широкую зону участка тела, что не позволяет создавать точный эффект «бегущей волны».
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ лечения облитерирующих заболеваний артерий конечностей и устройство для его осуществления (патент RU 2253429, МПК А61Н 9/00, опубл. 10.06.2005), заключающийся в том, что для воздействия на коллатеральный кровоток и открытие капиллярного русла ишемизированных тканей на конечности накладываются многосекционные манжеты, пневмомагистрали которых соединяют с аппаратом пневмокомпрессии. На проксимальную секцию манжет подается пневмодавление, превышающее систолическое артериальное давление на 10-20 мм рт. ст. на весь период цикла ритмической пневмокомпрессии. На дистальных секциях манжет формируется пневмовоздействие в направлении сверху вниз величиной от 80 мм рт. ст. до величины в проксимальной манжете. Длительность нагнетания по секциям дистальных манжет от 15 до 25 секунд с одновременным сбросом давления во всех секциях манжет до 0 мм рт. ст. с последующей паузой до следующего цикла - 25-60 секунд. Длительность сеанса от 30 до 90 минут ежедневно в течение 10-30 дней.
Недостатком способа может служить то, что при пневмомассаже происходит воздействие на широкую зону участка тела, в связи с большим размером секций, что не позволяет создавать точный эффект «бегущей волны», также недостаточно проработана система измерения параметров больного, таким образом усложняя процесс наблюдения за ним во время лечения.
Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности и сокращение сроков реабилитации пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы в связи с усилением естественного кровотока за счет создания точного эффекта «бегущей волны».
Технический результат изобретения заключается в увеличении объемной скорости кровотока в периферических артериях, улучшении микроциркуляции, увеличении перфузии тканей, усилении венозного и лимфатического оттоков, что сопровождается уменьшением уровня динамической флебогипертензии, отека и гипоксии в тканях, улучшением трофических процессов.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе работы системы управляемой прерывистой пневмокомпрессии, заключающемся в наложении на конечности многосекционных манжет с формированием избыточного давления за счет пневматической распределительной системы и системы управления, измерении параметров сердечно-сосудистой системы пациента, в качестве исполнительного элемента манжеты используют шланги, которые и образуют секции, причем количество секций на манжете для верхних конечностей составляет не менее 22, а для нижних конечностей не менее 32, формируют избыточное давление согласно алгоритму, заложенному в программируемый логистический контроллер пневматической распределительной системы, за счет коммутации напряжения питания соответствующей электромагнитной катушки распределителя, после достижения необходимого давления воздуха подают напряжение на электромагнитную катушку следующего распределителя, далее, с помощью кардиоваскулярного блока, осуществляют комплексный мониторинг состояния биомеханики сосудов, в который входит объемная сфигмография, измерение лодыжечно-плечевого индекса и электрокардиограмма, по полученным показателям определяют эффективность воздействия и вносят корректировки в режим работы системы.
Использование в качестве исполнительного элемента манжеты шлангов, которые образуют секции, позволяет создавать точный эффект «бегущей волны», за счет того, что обеспечивается силовое воздействие на малую зону.
Определение количества секций на манжете для верхних конечностей не менее 22, а для нижних конечностей не менее 32, обусловлено необходимостью обеспечения наименьшей поверхности давления из условий работы пневматической системы и технологических возможностей, что позволяет максимально охватить конечность и производить воздействие на капиллярном уровне.
Использование кардиоваскулярного блока, позволяющего определять показания объемной сфигмографии, лодыжечно-плечевого индекса и электрокардиограммы и осуществляющего комплексный мониторинг состояния биомеханики сосудов, обеспечивает, в режиме реального времени, корректировку избыточного давления в манжетах, что, в свою очередь, ускоряет и делает процесс лечения более качественным, влияя на увеличение объемной скорости кровотока в периферических артериях, на улучшение микроциркуляции, увеличение перфузии тканей и усиление венозного и лимфатического оттоков.
Сущность изобретения поясняется рисунками, на которых изображено:
на фиг. 1 - общая схема системы пневмовоздействия;
на фиг. 2 - секционные манжеты системы;
на фиг. 3 - принципиальная схема пневматической распределительной системы;
на фиг. 4 - схема "обратной связи" с пациентом.
Система управляемой прерывистой пневмокомпрессии верхних и нижних конечностей по представленному способу содержит источник сжатого воздуха 1, пневматическую распределительную систему 2 с распределителями 3, многосекционные манжеты 4, систему управления 5 и кардиоваскулярный блок 6 для образования с пациентом "обратной связи". Пневматическая манжета 4 состоит из изолированных камер 7. Пневматическая система 2 представляет собой набор клапанов и дросселей, управляемых с помощью системы управления 5, и содержит, кроме электропневматических распределителей 3, электромагнитные катушки распределителей 8, программируемый логический контроллер 9, источник давления 10, систему фильтрации 11, регулятор давления 12, датчиков давления 13 и температуры 14. Кардиоваскулярный блок 6 состоит из 4-х датчиков пульсовой волны, электродов для снятия электрокардиограммы и программного обеспечения, которое позволит оценить объемную сфигмографию (ОСФ) и лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ). Система управления 5 представляет собой электронный блок, осуществляющий обработку сигналов от кардиоваскулярного блока 6, выработку управляющих сигналов для пневматической системы, отображение информации на дисплей и общее управление всей системой.
Способ работы системы заключается в следующем. Создается объемное давление в пневмоманжете 4, с герметичными изолированными друг от друга отсеками 7. Пневмоманжеты 4 размещают на руках и ногах пациента, и в отсеки подается воздух под давлением. Последовательность и скорость нагнетания давления, длительность воздействия определяются программой, по назначению врача. Общее время процедуры также определяется лечащим врачом и закладывается в системе управления 5. Воздух подается в манжеты 4 через электропневматические распределители 3, управление которыми происходит при подаче напряжения на электромагнитные катушки распределителей 8, при коммутации реле программируемого логического контроллера 9 (ПЛК). Сжатый воздух от источника давления 10 (например, воздушный компрессор) проходит через систему фильтрации 11, регулятор давления 12 и через воздушную магистраль попадает на входы распределителей 3. На воздушной магистрали установлены датчики давления 13 и температуры 14. Информация с датчиков давления и температуры подается на входы ПЛК. Управление пневматической системой осуществляется системой управления 5 согласно установленной программе воздействия и результатам обработки параметров «обратной связи». По алгоритму, реализованному в ПЛК 9, коммутируется напряжение и питание соответствующей электромагнитной катушки 8 распределителя 3. Воздух начинает поступать в нужный сегмент манжеты. При достижении необходимого давления воздуха, которое контролируется с помощью датчика давления 13, происходит подача напряжения на электромагнитную катушку следующего распределителя. Сброс давления происходит при снятии напряжения с левой катушки распределителя и подачей питания на правую катушку. Воздух из сегмента манжеты сбрасывается в атмосферу. Во время работы системы пневмокомпрессии действует кардиоваскулярный блок 6, осуществляющий соответствующие измерения для установления «обратной связи» пациента и лечащего врача. По датчикам блока определяется лодыжечно-плечевой индекс и рассчитывается объемная сфигмография. По этим показателям определяется эффективность воздействия и вносятся корректировки к режиму воздействия в системе управления 5 и после соответствующих изменений система продолжает свою работу.
Для оценки качества воздействия на сосуды и оценку его эффективности были выбраны следующие параметры, отвечающие за «обратную связь»:
- объемная сфигмография;
- лодыжечно-плечевой индекс;
- электрокардиограмма.
Объемная сфигмография определяет состояние сосудов, оценивает эластичность сосудистой стенки, проходимость крупных артерий, а также определяет биологический возраст артерий.
Лодыжечно-плечевой индекс отражает отношение систолического артериального давления на уровне лодыжки к величине артериального давления (АД) на уровне плечевой артерии. Лодыжечно-плечевой индекс дает возможность судить о прогнозе относительно выживаемости и заживления ран, может быть использован в качестве скрининга, метода оценки эффективности лечения. Показатели ЛПИ оцениваются путем измерения систолического АД на обеих плечевых артериях, артерии тыла стопы и задней большеберцовой артерии после того, как больной находился в положении лежа в течение 10 минут. Измерение ЛПИ - надежный и эффективный метод, более доступный по сравнению с ангиографией. Его положительная предсказующая ценность составляет 90%, отрицательная предсказующая ценность - 99%, общая точность - 98%.
Электрокардиограмма необходима для синхронизации работы пневматической системы с сердечным ритмом. Импульс в манжеты должен подаваться с учетом задержки приходящей пульсовой волны по отношению к R-пикам.
Способ прерывистой пневмокомпрессии верхних и нижних конечностей, заключающийся в наложении на конечности многосекционных манжет с формированием избыточного давления воздуха в них за счет пневматической распределительной системы и системы управления, измерении параметров сердечно-сосудистой системы пациента, отличающийся тем, что в качестве исполнительного элемента манжеты используют шланги, которые и образуют секции, причем количество секций на манжете для верхних конечностей составляет не менее 22, а для нижних конечностей не менее 32, формируют избыточное давление в манжетах согласно алгоритму, заложенному в программируемый логистический контроллер пневматической распределительной системы, за счет коммутации напряжения питания соответствующей электромагнитной катушки распределителя, после достижения необходимого избыточного давления в манжете подают напряжение на электромагнитную катушку следующего распределителя, далее с помощью кардиоваскулярного блока осуществляют комплексный мониторинг состояния биомеханики сосудов, в который входит объемная сфигмография, измерение лодыжечно-плечевого индекса и электрокардиограмма, и по полученным показателям биомеханики сосудов корректируют необходимое избыточное давление в манжетах и синхронизируют работу пневмосистемы с сердечным ритмом.
