Устройство для регулирования сердечно-сосудистой деятельности

 

617035 сти, когда только совместные управляемые воздействия имеют решающее значение при состояниях, характеризующихся крайней степенью угнетения жизненно важных функций организма.

Целью настоящего изобретения является обеспечение жизнеспособности организма путем восстановления и улучшения микроциркуляторного кровообращения при терминальных, претерминальных состояниях и острой легочно-сердечной недостаточности по совокупной оценке в соответствии с программой и обратной связью о функциональном состоянии организма больного в динамике.

Для достижения этой цели устройство содержит нагрудные и периферийные камеры терморегуляции, входы и выходы которых гидравлически связаны с распределителем потоков теплоносителя и хладагента, средство синхронизации массажа сердца в противофазе с периферийным массажем, шейную манжету терморегуляции и давления, гидравлически связанную с распределителем потоков теплоносителя и хладагента, герметичную маску контроля и коррекции дыхания, снабженную блоком согласования с работой сердца больного, блоки перемножения, соединенные с выходами чувствительных элементов и блоком-идентификатором с регулятором, выход которого соединен с блоком выработки управляющих сигналов, и взаимодействующие с регулирующими элементами исполнительных механизмов, а камера для массажа выполнена с кольцевыми составными секциями, обеспечивающими противоположное распространение рабочей среды.

Кроме того, кольцевые секции камеры для массажа снабжены двухсторонними клапанами, компрессор выполнен с оппозитными полостями, одна из которых сообщена с крайними секциями камеры, а оппозитная ей — с секцией, расположенной на уровне, приходящемся на область сердца больного. Этим обеспечивается оппозитно направленное распространение рабочей среды в камере для массажа.

Наряду с этим в устройстве на пути распределителя потоков суховоздушной смеси к маске коррекции дыхания установлен узел согласования тактовых циклов, выполненный, например, в виде тарируемого пневмонакопителя.

Благодаря этому отличию обеспечивается управление согласованием задаваемых отношением частот функции дыхания больного к частоте смены циклов компрессионно-волнового массажа.

При этом маска контроля и коррекции дыхания выполнена в виде внутриполостной надувной манжеты с пазами под десны и носовыми втулками. Этим обеспечивается ее самогерметизация в рабочем положении.

Нагрудная камера выполнена с двумя

55 бО

4 предлопаточными и одной надгрудинной жесткими и чередующимися с ними эластичными полостями, а периферийные камеры терморегуляции выполнены в виде двойных оболочек с продольными, например зигзагообразными, полостями, устанавливаемыми с каждой стороны нагрудной камеры терморегуляции. Этим обеспечивается облегание съемных камер терморегуляции тела больного.

В системе управления устройства выходной блок выработки управляющих сигналов с адаптивным регулированием режима выполнен на нелинейных элементах памяти.

Это позволяет минимизировать количество чувствительных элементов исполнительных механизмов при обеспечении высокоэффективной ответной информации, направленной на прерывание порочного круга нарушения кровообращения и дыхания и приближение последующего рефлекторного подключения

ЦНС путем изменения частоты циклов и интенсивности воздействий на организм больного, На фиг. 1 изображена структурно-функциональная схема устройства; на фиг. 2 дан продольный разрез массажной камеры (с изображением в ней больного), а также пневмолиний составных кольцевых секций, сообщающихся с оппозитными полостями компрессора; на фиг. 3 — разрез А — А фиг. 2; на фиг. 4 показан один из двухсгоронних клапанов составных секций массажной камеры со стороны «верхушки сердца» больного в исходном положении; на фиг. 5 — тот же клапан в положении «во время систолы»; на фиг. 6 — то же «во время диастолы»; на фиг. 7 показана внутриполостная герметичная маска (обладающая свойством самогерметизации в рабочем положении) контроля и коррекции дыхания с газоанализатором экспресс-анализа на выдыхаемую СО по изменению электропроводности носителя среды; на фиг. 8 дано изометрическое изображение камеры для массажа в крайнем положении вдоха больного; на фиг. 9 дана фронтальная проекция камеры для массажа в обоих крайних положениях вдоха и выдоха больного; на фиг. 10 дан вид в каудо-краниальном направлении на камеру для массажа и положение в ней больного (торцовое основание условно снято).

Устройство имеет крестовидную стойку 1 (фиг. 8, а также фиг. 9, 1 и 3), на которую посредством промежуточного звена 2 (с возможностью наклонов во взаимно перпендикулярных плоскостях и поворотом вокруг своей продольной оси симметрии) установлена съемная массажная камера 3, выполненная в виде объемных носилок овального сечения, например с двумя парами створок 4, блокирующихся посредством накладных планок 5 и полухомутов 6 и 7, стяги617035

7 равностенной оболочки, например овального сечения, развертывающейся при надувании непосредственно в дыхательное горло больного.

При этом герметичная маска 48 контроля и коррекции дыхания снабжена в качестве одного из чувствительных элементов устройства трубкой 54, наполненной токопроводящей жидкостью, являющейся, например, одним из плеч цепи, собранной по измерительной мостовой схеме, а в измерительную диагональ ее включен микроамперметр, выполняющий роль газоанализатора экспресс-анализа выдыхаемого углекислого газа по переменной электропроводности среды, после его цикличного абсорбнрования. На пути распределителя 38 потоков воздушной смеси к маске 48 в качестве блока согласования задаваемых отношением частот функции дыхания больного к частоте cMenbI циклов компрессионно-Волнового массажа установлен пневмонакопитель 49 (фиг. 1), выполненный в виде цилиндрической пары из тарируемого подпружиненного золотника с кольцевой щелью и корпуса с боковым выходным, а также торцовым входным отверстиями.

Установленный на пути между распределителем 38 пневмопотоков и камерами массажа сердца (нагрудной камеры 45 и подлопаточной 46) переключатель 47 выполнен в виде цилиндрической пары из тарируемого золотника с двумя входными Г-образными торцовыми параллельными пазами, различными по длине, с кольцевыми проточками, сообщаемыми попарно относительно среднего из трех выходных отверстий, выполненных в его корпусе, два крайних из которых сообщены с пневмолинией через предохранительный клапан и делитель потоков с нагрудной камерой 45, а его среднее выходное отверстие соответственно сообщено с подлопаточной камерой 46 массажа сердца. Причем обе оппозитные камеры

45 и 46 массажа сердца сообщены посредством автономных регулируемых делителей с одним и тем же каналом в обход распределителя 38 пневмопотоков с пластинчатым насосом 55 подачи в напорный резервуар

34 сжатого газа.

В устройстве также имеется по одной демпфирующей камере 56 со статическим давлением, расположенной между нагрудной камерой 45 и подлопаточной 46 (фиг. 3).

К терморегуляционным исполнительным механизмам устройства относятся нагрудная 57 и периферийные 58 камеры терморегуляции (фиг. 2 и 3), входы и выходы которых гидравлически связаны с распределителем 59 потоков пневмоносителя и хладагента, с которым связана и шейная манжета 60 терморегуляции и давления. Нагрудная камера 57 (фиг. 2) терморегуляции выполнена с жесткими полостями — двумя

ЗО

8 подлопаточными 61 (фиг. 3) и одной надгрудинной 62 — и чередующимися с ними эластичными полостями 63, а периферийные камеры 58 (фиг. 2) терморегуляции выполнены в виде двойных оболочек 64 (фиг. 1) с продольными, например зигзагообразными, полостями, устанавливаемыми с каждой стороны нагрудной камеры 57 терморсгуляции.

Шейная манжета 60 терморегуляции и давления также выполнена с зигзагообразной полостью.

Наряду с перечисленными камерами терморегуляции — оперативной смены холодной среды на теплую — устройство содержит и однофазную электрическую камеру

65 сопротивления в виде нагревателя стоп.

Распределитель 59 (фиг. 3) потоков теплоносителя и хладагента выполнен, например, с поворотным на 90 посредством управляемого подпружиненного электромагнитного сердечника 66 диском 67, в котором диаметрально проходит T-образный канал, последовательно сообщаемый с выходами охлаждающего узла 68 и узла 69 оперативного нагрева.

Охлаждающий узел выполнен полупроводниковым, а узел 69 (фиг. 3) оперативного нагрева — в виде баллона 70 (фиг. 1) со сжиженным газом с регулятором 71 давления, газовой диффузионной горелки 72 с управляемым электрозажиганием и крестовины 73 с постоянно поворотными по типу гребного колеса черпалками 74, последовательно опрокидыьающимися от упора.

В качестве непосредственного регулятора поступления в диффузионную горелку 72 порций газа (после редуктора-регулятора

71 давления) служит управляемый электропривод 75 с регулирующим дросселем 76.

Блок 77 выработки управляющих сигналов, взаимодействующий с основными регулирующими элементами исполнительных механизмов посредством снабженных ими решающих пороговых задатчиков уровня, содержит дифференциальные усилители в виде уравновешенных измерительных мостов 78.

Входные плечи мостов 78 соединены с блоками 77 выработки управляющих сигналов посредством активных сопротивлений в виде терморезистора 79, транзисторного переключателя 80 исполнительного моста 81 реверсирования управляемых электродвигателей (на фиг. условно обозначенных поз, 82) и многопредельного реле времени 83.

Опорные напряжения ко всем исполнительным механизмам, усилителям и управляемым регуляторам могут обеспечиваться как от аккумулятора, так и от трансформаторного многовыходного блока 84 питания с выпрямителями 85 и стабилизаторами 86.

Блок 77 выработки управляющих сигналов соединен с выходом регулятора 87 с идентификатором 88, вход которого соеди617035

11 ненного с блоком 126 управления реверсированием от переставных путевых переключателей 127, который одновременно соединен с блоком 77 выработки управляющих сигналов, причем пневмолинии рабочего участка р аспределителя 121 выполнены меньшего диаметра.

Кольцевые секции 10 камеры 3 снабжены вильчатым пневмораспределителем 128, скоммутированным непосредственно с каждой секцией с нерабочим давлением, будучи соединенным с источником 33 питания посредством демультипликатора со стабилизатором, а с магистралью оппозитных полостей цилиндра с управляемым дросселем 32 компрессора 28 — посредством обратного клапана.

К исполнительным механизмам устройства относится также и манжета 129 прямого массажа сердца, которая содержит жесткий (например, пластмассовый) корпус 130, футерованный эластичной втулкой 131. Втулка 131 и корпус 130 образуют кольцевую щель, закрываемую при отсосе и раскрываемую при нагнетании. В манжету вмонтирован управляемый дефибриллятор 132 с задатчиками времени 133, включаемыми при определенных частотах и амплитудах сигнала от ЭКГ.

В целом устройство для регулирования сердечно-сосудистой деятельности рассчитано на оказание неотложной помощи прп состояниях, характеризующихся крайней степенью угнетения жизненно важных функций организма, в частности, внезапно развившегося, когда только совместные управляющие воздействия имеют решающее значение, и применяется как в стационаре — реанимационном центре, так при транспортировке больного, например при эвакуации утопленника, и может быть установлено на космическом корабле для предупреждения и лечения угрожающих и терминальных состояний.

С соблюдением обычных существующих правил безопасности работы с аппаратурой обслуживающий медико-технический персонал в состоянии обеспечить полную исправность функционирования устройства, его постоянную готовность для использования в экстренных ситуациях.

Устройство комплектуется двумя камерами 3 — детской и для взрослых, при этом последние кольцевые секции 10 камеры 3 выполнены съемными.

Устройство работает следующим образом.

Больного кладут головой на подголовник

26 легко раскрываемой массажной камеры

3, устанавливаемой с помощью рукояток, имеющихся на основании 27, выполненном с байонетным замком, фиксируемом эксцентриком, на ложе промежуточного звена

2 крестовидной стойки 1, в которую заранее

1и уровне, приходящещся на область серд5

Я ца, в развернутом виде уложены одна под другой камеры 45 и 46 (фиг. 2) массажа сердца и нагрудная камера 57, а также периферийные приставные камеры 58 терморегуляции с возможностью оперативного соединения на нем их облегающих краев и вслед за этим плотной фиксации легко закрывающихся створок 4 с помощью поворотных втулок 8 (фиг. 3 и 8), также выполненных по типу байонетного замка, и накладных планок 5 с верхним полухомутом 7.

Подготовка проводится обслуживающим персоналом по оперативному расчету с одновременным наложением на тело комплекса чувствительных элементов, шейной манжеты 60 терморегуляции и давления и маски 48 контроля и коррекции дыхания, также заранее подключенных соответственно к распределителю 59 узла 69 оперативного нагрева и охлаждающего узла 68, а также к распределителю 38 потоков воздушной смеси с промежуточной объемной фиксацией больного с помощью подключения вильчатого распределителя 128 нерабочего давления.

Врач в зависимости от диагноза переводит контакты на блоках перемножения 89, выполненных в виде делителей напряжений.

Предварительная программа воздействий с оптимальным давлением задается выбором исходной установки катка тяги 39 на соответствующей концентрической окружности, нанесенной на взаимодействующей с катком лобовой части вариатора 37.

Как входы, так и выходы распределителя

38 потоков воздушной смеси снабжены автономными регуляторами, предотвращающими избыточную пульсацию давления в исполнительных механизмах.

Пластинчатый насос 55 обеспечивает постоянное направление потока регулируемого объема при более быстрой откачке из кольцевых секций 10 камеры 3, чем это обеспечивает напорный резервуар 34.

Переключатель 47 регулирует длительность периода смены коммутации нагнетания на разрежение в нагрудной 45 и подлопаточных 46 камерах массажа сердца во времени, на которое рассчитана фаза массажа.

Во избежание нежелательного воздействия распространяющейся рабочей среды в кольцевых секциях 10 массажной камеры 3 во время диастолы на артериальную кровеносную систему больного путем ограничения до необходимого давления на венозную систему штоки 24 (по фиг. 5) двухсторонних клапанов снабжены более слабыми пружинами, чем их втулки 25. Распространение среды во время систолы под соответствующим повышенным давлением способствует улучшению мнкродиркуляторного кровообращения, Взаимное блокирование распределителн

617035

13

38 потоков воздушной смеси, корректирующего распределителя 121 и компрессора 28 осуществляется с помощью двухобмоточных реле 122, срабатывающих в соответствии с перепадами давлений в исполнительных механизмах, согласно экстремальным значениям показаний электроманометра 117 (фиг. 1).

Для удобства приема больного с кровати, операционного стола промежуточное звено

2 установлено с возможностью поворота посредством червячной пары 20.

Обеспечение импульсного оппозитно направленного распространения рабочей среды в кольцевых секциях 10 камеры 3 для массажа достигается благодаря наличию в перемычках 22 (фиг. 2) двухсторонних клапанов, состоящих из подпружиненного штока 24 в противоположно подпружиненной втулке 25, а также благодаря тому, что одна полость с переменным объемом компрессора 28 сообщается с крайними секциями

29 массажной камеры 3, а противоположная ей — с секцией 30, приходящейся на область сердца больного.

Благодаря наличию на пути распределителя 38 потоков суховоздушной смеси к маске 48 коррекции и контроля дыхания узла 49 тактовые циклы согласуются в пределах задаваемых отношением частот функции дыхания больного и смены циклов компрессионно-волнового массажа, а всвязи с выполнением маски 48 в виде внутриполостной надувной манжеты 50 (фиг. 7) с пазами 51 и 52 под десны и губы и носовыми втулками 53 обеспечивается ее надежная герметизация, препятствующая утечке выдыхаемого воздуха.

Надлежащее облегание съемных камер терморегуляции тела больного достигается тем, что нагрудная камера 57 (фиг. 1) терморегуляции выполнена с жесткими полостями — двумя подлопаточными 61 (фиг. 3) и одной надгрудинной 62 — и чередующимися с ними эластичными полостями 63, а периферийные камеры 58 (фиг. 1) терморегуляции выполнены в виде двойных оболочек с продольными, например зигзагообразными, полостями, устанавливаемыми с каждой стороны нагрудной камеры 57 терморегуляции.

Использование изобретения создает возможность принудительного прерывания порочного круга нарушений при состояниях, характеризующихся крайней степенью угнетенности, влияющих друг на друга дыхательной функции и сердечно-сосудистой деятельности, когда только совместное управляющее воздействие имеет решающее значение, до состояния последующего рефлекторного подключения ЦНС.

Эта возможность достигается благодаря наличию в устройстве необхадимого и достаточного комплекса взаимосвязанных оснащенных QBToHQMHblMH управпяемыми ре25

14 гуляторами узлов массажа сердца, синхронизированных в противофазе с периферийным массажем и объединенных общей согласующей системой управления контрольной коррекцией дыхания и терморегуляции, у которой выходной блок 77 выработки управляющих сигналов с адаптивным регулированием режима выполнен с памятью на нелинейных элементах.

Такое совместное управляющее воздействие имеет решающее значение, поскольку оно сводится к системному подходу обеспечения жизнеспособности организма больного путем восстановления и улучшения микроциркуляторного кровообращения по совокупной оценке в динамике его функционального состояния по адаптивно-интегративным экстремумам в соответствии с программой и сигналами обратной связи.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования сердечно-сосудистой деятельности путем создания давления на тело больного во время диастолы, содержащее исполнительные механизмы в виде накладываемой на различные области тела больного массажной камеры с двойными стенками, наполненной рабочей средой, с внутренней прилегающей к телу эластичной стенкой, и компрессора с напорным резервуаром сжатого газа, снабженным регулятором управления давлением в системе, чувствительные элементы в виде электродов и систему управления с выходным блоком выработки управляющих сигналов в виде синхронизатора-регулятора, взаимодействующие с электрокардиографом, отлич ающееся тем, что, с целью обеспечения жизнеспособности организма путем восстановления и улучшения микроциркуляторного кровообращения при терминальных, претерминальных состояниях и острой легочно-сердечной недостаточности по совокупной оценке в соответствии с программой и обратной связью о функциональном состоянии организма больного в динамике, устройство содержит нагрудные и периферийные камеры терморегуляции, входы и выходы которых гидравлически связаны с распределителем потоков теплоносителя и хладагента, средство синхронизации массажа сердца в противофазе с периферийным массажем, шейную манжету терморегуляции и давления, гидравлически связанную с распределителем потоков теплоносителя и хладагента, герметичную маску контроля и коррекции дыхания, снабженную блоком согласования с работой сердца больного, блоки перемножения, соединенные с выходами чувствительных элементов и блокомидентификатором с регулятором, выход которого соединен с блоком выработки управляющих сигналов, ц взаимодействующие с регулирующимд элементами исполнитель.

617035

10

20

30 ных механизмов, а камера для массажа выполнена с кольцевыми составными секциями, обеспечивающими противоположное распространение рабочей среды, 2. Устройство по п. 1, отл ич а ющееся тем, что, с целью обеспечения оппозитно направленного распространения рабочей среды в кольцевых секциях камеры для массажа, последние снабжены двухсторонними клапанами, компрессор выполнен с оппозитными полостями, одна из которых сообщена с крайними секциями камеры, а оппозитная ей — с секцией, расположенной на уровне, приходящемся на область сердца больного.

3. Устройство по пп. 1, 2, отличающее с я тем, что, с целью управления согласованием задаваемых отношением частот функции дыхания больного к частоте смены циклов компрессионно-волнового массажа, на пути распределителя потоков суховоздушной смеси к маске коррекции дыхания установлен узел согласования тактовых циклов, выполненный, например, в виде тарируемого пневмонакопителя.

4. Устройство по пп. 1 — 3, от л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью герметизации маски контроля и коррекции дыхания, она выполнена в виде внутриполс-тной надувной манжеты с пазами под десны и носовыми втулками.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения надлежащего облегания съемных камер терморегуляцип

16 тела больного, нагрудная камера выполнена с двумя подлопаточными и одной адгрудинной жесткими и чередующимися с ними эластичными полостями, а периферийные камеры терморегуляции выполнены в виде двойных оболочек с продольными, например зигзагообразными, полостями, устанавливаемыми с каждой стороны пагрудной камеры терморегуляции.

6. Устройство по пп. 1 — 5, отл ича ющ с е с я тем, что, с целью миними".àöèè количества чувствительных элементов исполнительных механизмов при обеспечении эффективной ответной информации, направленной па прерывание порочного круга нарушения кровообращения и дыхания и приближение последующего рефлекторного подключения ЦНС путем изменения частоты циклов интенсивности воздействий на организм больного, выходной блок выработки управляющих сигналов с адаптивным регулированием режима выполнен на нелинейных элементах памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бурлаков Р. И. и др. Об автоматическом управлении искусственной вентиляцией легких. «Новости >. дицинского приборостроения». М., вып. 3, 1968.

2. Па.ент СССР Ме 16818, кл.A61H31/00, 1929

3. Пате:. . СПЫ Л5 3.003.841, кл. 128 †, опублпк. 1967.

617035

24, Составитель А. Елкин

Техред Н. Рыбкина

Редактор Н. Белявская

Корректор P. Беркович

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1266/20 Изд. ¹ 566 Тпрахк 708

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская паб., д. 4/5