Устройство для наружной контрпульсации
Полезная модель обеспечивает возможность контроля венозного возврата крови во время наружной контрпульсации, снижение его до исходного уровня за счет изменения угла наклона тела пациента относительно горизонтальной плоскости, что обеспечивает снижение нагрузки на сердце, повышение безопасности, комфортности и эффективности процедуры. Устройство для наружной контрпульсации содержит источник сжатого воздуха, подключенный через ресивер и газораспределительные устройства к окклюзионным надувным манжетам, блок измерения параметров сердечно-сосудистой системы, блок управления и индикации. Дополнительно содержит средство контроля венозного возврата крови, а ложемент выполнен с возможностью регулируемого углового перемещения в вертикальной плоскости, обеспечивающего подъем верхней половины и опускание нижней половины тела пациента. Ложемент связан с механизмом перемещения, а средство контроля венозного возврата крови и привод механизма перемещения соединены с блоком управления и индикации. 1 н.п., 2 з.п., 2 ил.
Полезная модель относится к медицине и может быть использована для лечения и профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Известно устройство для наружной контрпульсации, работа которого синхронизирована с ритмом сердечной деятельности. Это устройство содержит источник сжатого газа, например воздушный компрессор, ресивер положительного давления, ресивер отрицательного давления, газораспределительные устройства, подключенные к надувным окклюзионным манжетам. Устройство также содержит блок управления периодом надувания/опорожнения манжет, средство для измерения электрокардиограммы (ЭКГ), артериального давления (АД) и насыщения крови кислородом (SaO2) и устройство визуализации измеряемых и управляемых параметров (RU 2135216 С1, Вазомедикал Инк., 27.08.1999). Пациент в процессе процедуры может размещаться на горизонтальном ложементе, головная часть которого приподнята на 15-30° (US 7048702, Hui, 23.05.2006) или на криволинейном ложементе, когда тазовая область опущена, а голова и ноги слегка приподняты (WO 2006031416 A3, VASOMEDICAL INC, 05.10.2006). Однако такие решения направлены, в основном, на обеспечение удобства позы пациента, а также как указывается в описании, технологического удобства подвода воздуха к надувным манжетам.
Известно устройство для воздействия на сердечно-сосудистую систему, содержащее источник сжатого воздуха, который через ресивер с ограничителем давления и газораспределительные устройства подключен к окклюзионным надувным манжетам для закрепления на теле пациента. Устройство снабжено датчиками давления, электродами для снятия ЭКГ, которые вместе с пульсоксиметром и датчиком артериального давления соединены с блоком измерения параметров сердечнососудистой системы, связанным с блоком управления и индикации. Устройство позволяет осуществлять раздельное регулирование величины окклюзии в каждой из манжет (RU 2282465 С2, ООО КОНСТЭЛ, 27.08.2006 - прототип).
Основным недостатком указанных устройств-аналогов, включая прототип, является увеличение венозного возврата во время проведения сеанса наружной контрпульсации, что в свою очередь способствует увеличению сердечного выброса и в некоторых случаях может создавать дополнительную нагрузку объемом для сердца, снижая эффективность процедуры.
Патентуемая полезная модель устраняет недостаток прототипа и состоит в том, что устройство для наружной контрпульсации (НКП) содержит источник сжатого воздуха, подключенный через ресивер и газораспределительные устройства к окклюзионным надувным манжетам, выполненным с возможностью закрепления на теле пациента, размещаемого на удлиненном ложементе, электроды для снятия электрокардиограммы, которые вместе с пульсоксиметром и датчиком артериального давления соединены с блоком измерения параметров сердечно-сосудистой системы, связанным с блоком управления и индикации. Устройство дополнительно содержит средство контроля венозного возврата крови, ложемент выполнен с возможностью регулируемого углового перемещения в вертикальной плоскости, обеспечивающего подъем верхней половины и опускание нижней половины тела пациента, при этом ложемент связан с механизмом перемещения, а средство контроля венозного возврата крови и привод механизма перемещения соединены с блоком управления и индикации.
Устройство может характеризоваться тем, что средство контроля венозного возврата крови представляет собой реографический датчик, а также тем, что использован электромеханический привод механизма перемещения.
Технический результат состоит в контроле венозного возврата во время процедуры, снижении его до исходного уровня за счет изменения угла наклона тела пациента относительно горизонтальной плоскости, что обеспечивает уменьшение нагрузки на сердце, усиление перфузии миокарда.
Существо полезной модели поясняется на чертежах, где:
на фиг.1 представлена блок-схема устройства для наружной контрпульсации;
на фиг.2 приведен примерный алгоритм определения оптимального угла наклона ложемента во время наружной контрпульсации, реализуемый блоком управления и индикации.
Устройство содержит подвижный относительно горизонтальной плоскости ложемент (1) для размещения пациента, механизм (2) перемещения ложемента (1), блок (3) управления и индикации, источник (4) сжатого воздуха (компрессор), ресивер (5), газораспределительные устройства (6), окклюзионные надувные манжеты (7), блок (8) измерения параметров сердечно-сосудистой системы и датчик (9) венозного возврата крови. Механизм (2) перемещения ложемента может иметь, например, привод электромеханического типа.
Устройство для наружной контрпульсации работает следующим образом.
Сигналы от блока (8) измерения параметров сердечно-сосудистой системы, содержащего датчики электрокардиограммы, фотоплетизмограммы, артериального давления, поступают в блок (3) управления и индикации, который управляет работой газораспределительных устройств (6). Синхронно с частотой сердечных сокращений и в определенные фазы сердечного цикла газораспределительные устройства (6) по командам, поступающим от блока (3) управления и индикации, осуществляют наддув, а затем сброс давления в окклюзионных манжетах (7). Сжатый воздух поступает в манжеты (7) от источника (4) сжатого воздуха, проходя через ресивер (5) и газораспределительные устройства (6).
За каждый сердечный цикл происходит последовательная компрессия трех участков нижних конечностей пациента. В момент компрессии сосудистое русло нижних конечностей быстро опорожняется, в артериальном русле возникает дополнительная восходящая волна давления, которая достигает дуги аорты в период диастолы, повышает тем самым диастолическое давление и усиливает кровоснабжение миокарда (эффект диастолического усиления). В конце диастолы давление во всех группах манжет (7) сбрасывается одновременно, при этом возникает отрицательная волна артериального давления, которая распространяется к аорте и способствует снижению нагрузки на миокард в фазу систолы (систолическая разгрузка).
В процессе наружной контрпульсации венозные сосуды нижних конечностей также периодически полностью опорожняются, а клапанный механизм вен и лимфатических сосудов препятствует обратному току крови, поэтому происходит усиление венозного возврата крови, оттока лимфы и интерстициальной жидкости. Последнее вызывает перераспределение жидких сред в верхнюю половину тела, создает дополнительную нагрузку объемом для сердца и снижает тем самым положительный эффект систолической разгрузки.
Датчик (9) венозного возврата, например реографического типа, регистрирует изменения уровня жидких сред в верхней половине тела и передает эту информацию в блок (3) управления и индикации. Блок (3) анализирует относительные изменения уровня венозного возврата, происходящие после начала НКП, а затем осуществляет их компенсацию путем увеличения угла 
наклона ложемента (1) относительно горизонтальной плоскости с помощью механизма (2) перемещения ложемента, имеющего, например, привод электромеханического типа.
На фигуре 2 представлен примерный алгоритм реализуемого в блоке (3) определения оптимального угла наклона ложемента, обеспечивающего снижение венозного возврата крови во время наружной контрпульсации до уровня, соответствующего исходному состоянию пациента в горизонтальном положении ложемента.
В качестве выходного сигнала датчика венозного возврата использован показатель TFC (Thoracic Fluid Content), определяемый реографическим (импедансографическим) методом и отражающий содержание жидкости в грудной полости. Показатель TFC определяется по формуле:
где: Z0 - импеданс грудной клетки [Ohm].
Перед началом сеанса наружной контрпульсации задается нулевое значение угла наклона (=0) и ложемент переводится в горизонтальное положение. Производится непрерывная регистрация и расчет среднего значения показателя TFC, соответствующего исходному состоянию пациента до проведения НКП.
Затем, в процессе стандартной процедуры НКП, определяется среднее значение показателя TFC при нулевом угле наклона ложемента - TFC (0°), затем угол наклона ложемента дискретно увеличивают с приращением +15° и последовательно регистрируют значения TFC (15°), TFC (30°) и т.д.
Если при очередном фиксированном угле текущее значение TFC () становится меньше ТFС фон, то производится точный расчет опт по формуле:
где: опт - оптимальный угол наклона ложемента, обеспечивающий снижение венозного возврата крови во время наружной контрпульсации до уровня, соответствующего исходному состоянию пациента в горизонтальном положении ложемента: ТFС (опт)=ТFСфон;
TFC () - текущее значение показателя TFC (индикатор венозного возврата) во время наружной контрпульсации при заданном угле наклона ложемента ();
TFC (-15°) - предыдущее значение показателя TFC во время наружной контрпульсации при угле наклона ложемента (-15°);
ТFСфон - фоновое значение TFC до начала проведения наружной контрпульсации в горизонтальном положении ложемента (=0°);
Формула (2) получена с учетом наличия практически линейной зависимости показателя TFC от угла наклона ложемента в пределах анализируемого интервала углов (15°).
Если по каким-либо причинам TFC () превышает фоновое значение TFC даже при >45°, то значение оптимального угла наклона ложемента принимается равным 45°.
После завершения процедуры определения опт ложемент фиксируется в данном положении до завершения сеанса НКП.
Возможность достижения заявляемого технического результата обоснована в ходе проведения исследований.
Установлено, что проведение НКП в горизонтальном положении тела приводит к статистически значимому увеличению ударного и минутного объемов кровообращения, частоты сердечных сокращений и показателя работы левого желудочка соответственно на 13%, 9%, 34% и 31%, по сравнению с фоновыми данными, а, следовательно, и к относительному росту нагрузки на миокард.
Увеличение угла наклона ложемента относительно горизонтальной плоскости в процессе НКП позволяет компенсировать рост венозного возврата, ударного и минутного объемов кровообращения, способствует снижению показателя работы левого желудочка.
В настоящих исследованиях выявлено, что снижение ударного и минутного объемов кровообращения, а также показателя работы левого желудочка до уровня фоновых значений происходит в процессе НКП при наклонах тела в диапазоне от 15 до 30°, причем для каждого испытателя оптимальный угол индивидуален. В связи с этим, следует осуществлять в процессе НКП индивидуальный подбор угла наклона тела пациента, опираясь на гемодинамические показатели, отражающие величину венозного возврата.
Кроме этого, установлено, что увеличение угла сопровождается ростом амплитуды пика диастолической контрпульсационной волны артериального давления (прирост на угле 60° составляет около 13%), что способствует созданию более благоприятных условий для кровоснабжения миокарда и повышению эффективности наружной контрпульсации. Упомянутый эффект связан с ростом диастолического давления, что характерно для ортостатических воздействий, а также с увеличением кровенаполнения нижних конечностей в условиях ортопробы вследствие повышения гидростатической компоненты давления.
Общественно-полезными эффектами, получаемыми от применения патентуемого технического решения, являются повышение эффективности, безопасности и комфортности процедуры.
1. Устройство для наружной контрпульсации, содержащее источник сжатого воздуха, подключенный через ресивер и газораспределительные устройства к окклюзионным надувным манжетам, выполненным с возможностью закрепления на теле пациента, размещаемого на ложементе, электроды для снятия электрокардиограммы, которые вместе с пульсоксиметром и датчиком артериального давления соединены с блоком измерения параметров сердечно-сосудистой системы, связанным с блоком управления и индикации, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство контроля венозного возврата крови, ложемент выполнен с возможностью регулируемого углового перемещения в вертикальной плоскости, обеспечивающего подъем верхней половины и опускание нижней половины тела пациента, при этом ложемент связан с механизмом перемещения, а средство контроля венозного возврата крови и привод механизма перемещения соединены с блоком управления и индикации.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство контроля венозного возврата крови представляет собой реографический датчик.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что использован электромеханический привод механизма перемещения.
