ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ПОРТАТИВНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ И СТИМУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ПОРТАТИВНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ И СТИМУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2131241 (13) C1

(51) 6 A61H31/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95111827/14 
(22) Дата подачи заявки: 1995.07.11 
(45) Опубликовано: 1999.06.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. SU, 617035 A (Штейн Д.А. и др.), 30.07.78, A 61 H 31/00. 2. SU, 288861 A (ВНИИХАиИ), 08.12.71, A 61 H 31/00. 3. US, 4555050 (Адамсон), 03.12.85, A 61 H 31/00. 
(71) Заявитель(и): Милованов Алексей Игоревич 
(72) Автор(ы): Милованов А.И.; Хлыстов В.Н.; Лобанов А.Н.; Милованов А.А.; Хлыстов И.В. 
(73) Патентообладатель(и): Милованов Алексей Игоревич 
Адрес для переписки: 664074, Иркутск, ул.Чернышевского 15 ИрИИТ, Милованову Алексею Игоревичу 

(54) ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ПОРТАТИВНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ И СТИМУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

Устройство предназначено для искусственного дыхания и стимуляции сердечной деятельности, обеспечивает минимальную степень травматичности в употреблении, не требует для использования специальной медицинской подготовки, пригодно к работе при индивидуальном применении. Газовый баллон через соединительные шланги связан с редуктором для регулировки давления газа. Источник электропитания и датчик пульса соединены с блоком автоматического управления работой исполнительных органов, подключенным к исполнительному блоку, оснащенному ремнем для крепления на теле пациента. Исполнительный блок выполнен в виде средства для формирования микротрахеостомы и размещен внутри корпуса. Внутренний объем корпуса является каналом для струи газа на вентиляцию м заканчивается микротрахеостомической канюлей. Электромагниты через блок автоматического управления соединены с источником электропитания. Внешняя поверхность корпуса снабжена контактным упором с возможностью образования через блок автоматического управления и источник питания цепи слаботоковых электрических импульсов. Блок автоматического управления обеспечивает согласование частоты пульсаций газа на вентиляцию с частотой сердечных сокращений и с частотой формирования слаботоковых электрических импульсов. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к области медицины катастроф и применимо в бытовых и производственных аварийных ситуациях, связанных с опасностью для жизнедеятельности, а также в ситуациях, сопутствующих военным действиям, происшествиям на транспорте, случаям массового поражения населения в результате стихийных бедствий или сравнимых с ними по масштабу бедствий - результата преступной хозяйственной деятельности.

Известны индивидуальные средства защиты, предназначенные для применения в некоторых из перечисленных выше ситуаций, такие, например, как противогазы различных марок, респираторы, маски, входящие в комплект спасательных средств, например, применяемых в горнодобывающей промышленности (ГС-8, ГС-10 и т.д).

Однако общим необходимым требованием применения этих средств является отсутствие серьезных повреждений лица и внешних дыхательных органов у объекта защиты, что естественно невыполнимо для всех пострадавших в аварийной ситуации.

Известны применяемые в медицинской практике устройства для формирования микротрахеостомы [1,2,3] , предназначенные для жизнеобеспечения путем принудительного газоснабжения организма непосредственно через трахею пациента, минуя внешние дыхательные органы. Однако область применения этих устройств ограничена рамками стационара; к тому же работоспособны они только в руках высококвалифицированного медицинского персонала.

Известны способы стимуляции сердечной деятельности [4]: эпикардиальная, перикардиальная стимуляция, осуществляемая при открытой грудной клетке; миокардиальная, средственная стимуляция, осуществляемая через иглу, введенную в сердечную мышцу; внутриполостная, внутрижелудочная стимуляция, осуществляемая через электрод, вводимый путем катетеризации правого желудочка через венозную систему (электроимпульсная стимуляция с силой тока 5-25 мА, напряжением 2-10 В).

Однако известные способы требуют для своего применения условий стационара, причем их осуществление сопровождается определенным оперативным вмешательством, чем обуславливается степень травматичности этих способов.

Наиболее простым и доступным является наружный (закрытый) массаж сердца [4] , при котором вручную производят надавливание на нижнюю треть грудины. Массаж сопровождается дыханием по способу "рот в рот".

Однако применение этого способа может оказаться невозможным в условиях массового поражения населения, в том числе и по причине, обусловленной характером травмы, полученной пациентом в аварийной ситуации.

Известны разнообразные технические устройства, выполняющие роль сердечно-легочных реаниматоров [5, 6], обеспечивающие корректируемые, в том числе и автоматически принудительное газоснабжение организма и воздействие на функцию сердца.

Однако эти устройства не могут быть применены, как индивидуальные средства защиты, в руках персонала, не обладающего соответствующей медицинской квалификацией. К тому же в их применении строго не оговаривается взаимозависимость корректирующих воздействий на функцию сердца и сопутствующей регулировки частоты и интенсивности пульсаций газа на легочную вентиляцию.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный реаниматор по авторскому свидетельству СССР N 288861, МПК A 61 H 31/00, который содержит газовый баллон, связанный с редуктором для регулировки давления газа, исполнительный блок и блок автоматического управления работой исполнительных органов, источник электрического питания и датчик пульса, дополнительно снабженный визуальным индикатором пульсовой волны.

Однако известный реаниматор не может служить как портативное устройство, способное к массовому применению в сложной аварийной обстановке с большим числом жертв, т. к. набор технических средств, входящих в его комплект, не может в совокупности выполнять роль индивидуального переносного средства защиты, как например противогаза.

Известно также влияние процесса сердечной деятельности на обновление альвеолярного воздуха [7]: единичное сокращение сердца приводит при открытых дыхательных путях к изменению количества воздуха в бронхо-легочном аппарате на величину до 0,09 л. Согласно принципу обращения движения, обратное действие - разовый импульс газа, нагнетаемого на вентиляцию легких, - сообщает энергию потоку крови по капиллярам, облегчая сердцу в соответствующем импульсе его сокращения прокачивание крови по кровеносной системе организма. Проведение искусственной (принудительной) вентиляции легких предлагаемым устройством с частотой пульсаций газа, соответствующей оптимальной для данного пациента частоте сердечных сокращений, создает условия для проявления резонансно-массажного эффекта, следствием чего является стимуляция усиления контрактильной функции миокарда, т.е. стимуляция сердечной деятельности [8, 9]. Кроме того, анализ уравнения импульсов для потока газа на вентиляцию [10, 11] показал возможность пропорционального увеличения манометрического давления газа на вентиляцию при росте частоты его пульсаций, чем обеспечивается усиление эффективности неопосредованного резонансного массажа сердца без повышения степени опасности нанесения баротравмы. В предлагаемом устройстве эта возможность реализуется автоматическим регулированием давления и частоты пульсаций струи газа на вентиляцию, согласованных с работой сердца, контролируемой по пульсу.

Предлагаемое устройство решает задачу создания эффективного средства защиты населения, обладающего минимальной степенью травматичности в употреблении, не требующего специальной квалификации для его использования, в том числе и при индивидуальном применении по принципу "сам себе". При этом устройство способно поддерживать жизнедеятельность организма путем принудительной легочной вентиляции с возможностью одновременной стимуляции сердечной деятельности за счет неопосредованного массажа сердца, в том числе и с помощью слаботоковых электрических импульсов.

Согласно предполагаемому изобретению решение этих задач обеспечивается тем, что в индивидуальном портативном автоматическом устройстве для искусственного дыхания и стимуляции сердечной деятельности, содержащем газовый баллон, соединительные шланги, редуктор для регулировки давления струи газа, источник электрического питания, блок автоматического управления работой исполнительных органов устройства и генерацией частоты пульсаций газа на вентиляцию легких, исполнительный блок - средство для формирования микротрахеостомы, датчик контроля пульса, отличием является то, что средство для формирования микротрахеостомы выполнено в герметичном корпусе, внутренний объем которого является оканчивающимся микротрахеостомической канюлей каналом для струи газа на вентиляцию и снабжен управляющими электромагнитами с возможностью обеспечения ими автоматического формирования микротрахеостомы и управления частотой пульсаций газа на вентиляцию; внешняя поверхность герметичного корпуса снабжена контактным упором с возможностью образования цепи слаботоковых электрических импульсов, в которой отрицательным полюсом является микротрахеостомическая канюля, а положительным - контактный упор; при этом блок автоматического управления выполнен с возможностью согласования частоты пульсаций газа на вентиляцию с частотой сердечных сокращений и с частотой формирования слаботоковых электрических импульсов.

Схема одного из возможных вариантов исполнения предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, где

1 - блок автоматического управления,

2 - источник питания,

3 - газовый баллон,

4 - редуктор,

5 - соединительные шланги,

6 - исполнительный блок - средство для формирования микротрахеостомы,

7 - датчик пульса и его наполнения,

8 - корпус,

9 - стилет,

10 - микротрахеостомическая канюля,

11 - концевые выключатели пакета электромагнитов управления формированием микротрахеостомы,

12 - концевые выключатели пакета электромагнитов управления частотой пульсаций газа на вентиляцию,

13 - контактный упор,

14 - ремни крепления исполнительного блока к шее пациента.

На фиг. 2 приведены составные части структурной схемы блока автоматического управления:

А - система автоматического управления формирования микротрахеостомы;

Б - система автоматического регулирования частоты пульсаций газа на вентиляцию;

В - система автоматического регулирования давления;

Г - система автоматического управления электроимпульсной стимуляцией,

Обозначения на блок-схемах структуры управления;

ПУ - пульт управления;

ЛБ - логический блок, содержащий элементы сравнения ЭС;

УС - электромагниты управления стилетом;

УК - электромагниты управления микротрахеостомической канюлей;

ЧД - электромагниты управления частотой пульсаций газа на вентиляцию;

НЧ - задатчик начальной частоты пульсации газа;

РЧГ - регулятор согласования частоты пульсаций газа по частоте сердечных сокращений;

ГЧГ - генератор частоты пульсаций газа;

ДП - датчик пульса и его наполнения;

БД - задатчик начального давления от баллона (на выходе из редуктора);

РД - регулятор согласования давления от баллона с частотой пульсаций газа;

ИД - исполнительный орган регулирования давления от баллона (на выходе из редуктора);

ДД - датчик давления;

РЧЭ - регулятор согласования частоты слаботоковых электроимпульсов с частотой дыхания (ЧД);

ГЧЭ - генератор частоты и мощности электроимпульса;

ЦЭ - цепь слаботоковых электроимпульсов.

Для использования устройства необходимо закрепить исполнительный блок 6 с помощью ремней крепления 14 на шее пациента; дополнительная фиксация исполнительного блока 6 в рабочем положении осуществляется контактным упором 13, нижний конец которого плотно прилегает к обнаженному участку тела в нижней трети левой части груди пациента. На запястье пациента одевается датчик 7 пульса и его наполнения.

Нажатием кнопки "Пуск" на пульте управления блока автоматического управления 1 к источнику питания 2 концевыми выключателями 11 подключается цепь управления электромагнитами, под действием которых стилет 9 пробивает трахею на заданную глубину пунктирования. Глубина пунктирования устанавливается в диапазоне 15-20 мм потенциометрическим регулятором, расположенным на пульте управления. В этом положении стилет 9 включает другой концевой выключатель 11 и электромагниты перемещают микротрахеостомическую канюлю 10 вдоль стилета 9 до погружения ее в трахею на заданную глубину пунктирования. В этом положении микротрахеостомическая канюля 10 замыкает концевые выключатели 11 электромагнита возврата стилета 9, чем освобождается канал в корпусе исполнительного блока 6 для прохода газа в трахею.

В крайнем убранном положении стилет 9 подключает к источнику питания 2 цепь управления подачей и давлением газа на вентиляцию легких от баллона 3 через редуктор 4, выполненный, например, в виде электромагнитного дросселя с обратным клапаном, и через соединительные шланги 5, по которым газ поступает в канал исполнительного блока 6. Одновременно к источнику питания 2 через концевые выключатели 12 подключается цепь управления электромагнитами, работой которых обеспечивается пульсирующая подача газа на вентиляцию. Совершая малые возвратно-поступательные перемещения в силовом поле этих электромагнитов, стилет 9 попеременно закрывает и открывает отверстие для прохода газа в микротрахеостомической канюле 10; частота изменения полярности электромагнитов соответствует частоте пульсаций газа на вентиляцию. При запуске устройства в действие электросигнал, поступающий на концевые выключателя 11, опережает электросигналы, поступающие на концевые выключатели 12 и в цепь управления подачей и давлением газа на вентиляцию. Частотный диапазон пульсаций газа принят 30-100 мин-1, величина дыхательного объема задается устройством в пределах 150-300 мл, а величина избыточного давления газовой струи на уровне "карины" (ветвление трахеи на главные бронхи) поддерживается не более 30 см вод. ст. [9, 11, 12].

Исходные значения параметров работы устройства таковы: частота пульсаций газа на вентиляцию 30 мин-1; избыточное давление на уровне "карины" - 30 см вод.ст.; дыхательный объем - 150 мл.

Блок автоматического управления 1 получает сигнал от датчика 7 пульса и его наполнения, после чего осуществляет настройку частоты пульсаций газа на вентиляцию для согласования ее с частотой сердечных сокращений. При этом одновременно регулируется давление газовой струи на выходе из редуктора. В том случае, когда полностью реализован диапазон располагаемых значений частоты пульсаций газа на вентиляцию (а значит, и максимальные значения дыхательного объема - 300 мл и максимальные расходы газа от баллона 2), то сигнал от датчика 7 пульса свидетельствует о недостаточном его наполнении, блок автоматического управления 1 включает цепь электроимпульсной стимуляции сердечной деятельности при значениях силы тока 5-25 мА и напряжении 2-10 В (начиная от минимальных значений, с постепенным выходом на максимум). На блоке автоматического управления имеется дополнительная кнопка "Пуск Э", с помощью которой электроимпульсная стимуляция может быть включена оператором в любой момент времени.

Так как в цепи слаботоковых электроимпульсов микротрахеостомическая канюля является отрицательным полюсом, то в зоне расположения нижнего конца контактного упора грудная мышца начинает сокращаться в соответствии с частотой стимулирующих электроимпульсов, чем и обеспечивается неопосредованный массаж сердца.

Остановка работы устройства, сопровождающаяся автоматическим выходом микротрахеостомической канюли из трахеи и возвратом стилета 9 в крайнее убранное положение, происходит после нажатия кнопки "Стоп" на пульте управления или при падении давления струи газа в канале корпуса 8 исполнительного блока 6 до значения 4 мм вод.ст. при полностью открытом редукторе 4.

Список литературы:

1. Адамсон Д. Патент США N 4,555,050, от 03.12.1985 г.

2. Хлыстов В.Н., Милованов А.И, и др. "Способ установки микротрахеостомы и устройство для его осуществления" заявка на изобретение N 4704077, приоритет от 08.07.1989 г. М. ВНИИГПЭ, 1989 г.

3. Хлыстов В.И., Милованов А.И. и др. "Устройство для формирования микротрахеостомы" в журн. "Медтехника" N 1, М., 1991 г.

4. Асканас З. Реанимация в кардиологии. Варшава, 1972, 184 с.

5. Хапилов Н.В. и др. "Сердечно-легочный реаниматор", авторское свидетельство СССР N 456622 с приоритетом от 28.02.73, М., ВНИИГПЭ, 1975 г.

6. Штейн Д. А. и др. "Устройство для регулирования сердечно-сосудистой деятельности", авторское свидетельство СССР N 617035 с приоритетом от 22.04.71, М., ВНИИГПЭ, 1978 г.

7. Mak D. et. al, Ann. Anesth. Franc. 1976 г., N 17, Bd. 8, S. 863-876.

8. Милованов А. И. , Хлыстов В.Н. "О резонансно-массажном эффекте при высокочастотной ИВЛ", тез. докл. XIII науч.-тех. конф. ИрИИТа, Иркутск, 1990 г.

8. Хлыстов В.Н., Милованов А.И. и др. "Способ стимуляции сердечной деятельности" заявка на изобретение N 4914173 с приоритетом от 12.07.90 г., М. , ВНИИГПЭ, 1990 г.

10. Милованов А.И., Хлыстов В.Н. "Давление и частота пульсаций газа для адекватной ИВЛ". В кн. "Фундаментальные науки - медицине и здравоохранению" ч. 1, Иркутск, 1989 г.

11. Хлыстов В.Н., Милованов А.И. "Искусственная вентиляция легких. Математическое моделирование и прогнозирование. Клиническое применение". Иркутск, изд. ИГУ, 1991 г., 127 с.

12. Авторское свидетельство СССР N 2888861 МПК A 61 H 31/00. Бюллетень N 1 за 1971 г. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Индивидуальное портативное автоматическое устройство для искусственного дыхания и стимуляции сердечной деятельности, содержащее газовый баллон с редуктором, через соединительные шланги связанный с исполнительным блоком, блок автоматического управления работой исполнительных органов, подключенный к исполнительному блоку, оснащенному ремнем для крепления на теле пациента, источник электрического питания и датчик пульса, отличающееся тем, что исполнительный блок выполнен в виде средства для формирования микротрахеостомы, размещен в герметичном корпусе, внутренний объем которого является каналом для струи газа на вентиляцию и заканчивается микротрахеостомической канюлей, и снабжен электромагнитами, через блок автоматического управления работой исполнительных органов соединенными с источником электрического питания и предназначенными для автоматического формирования микротрахеостомы и управления частотой пульсаций газа на вентиляцию, внешняя поверхность корпуса снабжена контактным упором с возможностью образования через блок автоматического управления цепи слаботоковых электрических импульсов, в которой отрицательным полюсом является микротрахеостомическая канюля, а положительным - контактный упор, при этом блок автоматического управления выполнен с возможностью согласования частоты пульсаций газа на вентиляцию с частотой сердечных сокращений и частотой формирования слаботоковых электрических импульсов.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к медицине, а именно:
  • Все от зачатия и до рождения ребенка. Акушерство, гинекология, сексология и сексопатология

  • Гастроэнтерология, гепатология и панкреатология

  • Дерматология и дерматовенерология

  • Иммунология. Способы диагностики и лечения (ВИЧ) и приобретенного иммунодефицита (СПИД)

  • Кардиология и кардиохирургия

  • Фармацевтика. Лекарственные и косметические средства и композиции

  • Медицинская техника

  • Наркология. Средства выявления и профилактики различного вида зависимостей

  • Неврология, невропатология и неонатология

  • Онкология и радиология

  • Оториноларингология

  • Офтальмология

  • Вирусология, паразитология и инфектология

  • Педиатрия и неонатология

  • Психиатрия, психотерапия

  • Пульмонология и фтизиатрия

  • Стоматология

  • Способы диагностики функционального состояния организма человека

  • Травматология, артрология и ортопедия

  • Терапия. Мануальная терапия. Физиотерапия. Рефлексотерапия. Биотерапия и фитотерапия

  • Урология, нефрология и андрология

  • Физиотерапия

  • Хирургия

  • Эндокринология

  • Косметология. Санитария и гигиена


Медицина






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "лечение бесплодия" будет найдено словосочетание "лечение бесплодия". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("лечение" или "бесплодия").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+лечение -бесплодия".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "бесплодие" будут найдены слова "бесплодия", "бесплодию" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "бесплодие!".

Акушерство, гинекология, сексология и сексопатология | Гастроэнтерология, гепатология и панкреатология | Дерматология и дерматовенерология | Иммунология. Вирусология. Способы лечения синдрома приобретенного иммунного дефицита (спид) | Кардиология и кардиохирургия | Лекарственные и косметические средства и композиции | Медицинская техника | Наркология. Средства выявления и профилактики различного вида зависимостей | Неврология, невропатология и неонатология | Онкология и радиология | Оториноларингология | Офтальмология | Вирусология, паразитология и инфектология | Педиатрия и неонатология | Психиатрия, психотерапия и психофизиология | Пульмонология и фтизиатрия | Стоматология | Травматология. Артрология и ортопедия | Терапия. Мануальная терапия. Физиотерапия. Рефлексотерапия. Биотерапия и фитотерапия. Диагностика заболеваний и функционального состояния организма человека | Урология, нефрология, андрология | Хирургия | Эндокринология | Косметология


Rambler's Top100 Webalta Уровень доверия Цитирование