CN102264335B - 用于循环辅助和血液动力辅助的非侵入性脉动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及非侵入性脉动循环系统辅助设备，该设备促进受治疗者的身体内的血液量循环，其特征在于，该设备包括：一个柔性多层结构，其应用于所述受治疗者的身体的至少一个部位，所述结构包括一个柔性内层以及一个更刚性的外层，所述内层在在所述受治疗者的身体一侧；以及脉动装置，其连接至所述多层结构以使得由所述结构和所述脉动装置组成的组件是密封的，其特征在于，所述脉动装置适于通过被称为“脉动流体”的流体在所述内层和所述外层之间造成脉动波；当所述结构被放置在所述受治疗者的身体的所述部位上时，每个所述脉动在静脉血回流方向上沿着所述受治疗者的身体的所述部位累进地传播。

Description

用于循环辅助和血液动力辅助的非侵入性脉动设备
本申请涉及一种新的用于循环辅助的设备。
更具体地，本发明涉及一种非侵入性循环和血液动力辅助设备。
循环系统是一个处于压力下的闭合的液压回路，且内衬有内皮细胞。内皮持续经受切向剪切力，这对维持以下生理功能是必要的：由一氧化氮导致的血管紧张、血液凝结、炎症响应、抗动脉粥样硬化、免疫系统、血管生成和细胞凋亡。
内皮功能的任何病理改变都将引起该系统的机能障碍，其后果有时可以是不堪设想的。
当前，并没有旨在保持或改善该内皮功能的循环系统辅助系统。
已知的心脏辅助系统用于，在外科手术期间或者当心跳已停止或太弱时为了恢复心脏活动而全部或部分替代心脏活动。这样的系统大多数是侵入性系统，其要么要求插入受治疗者的身体内的工具(该工具随后被用来造成脉动)，要么要求采取该受治疗者内的血液样本并在身体外的大型机器中处理该血液样本然后将血液输回该受治疗者的身体。在所有情况下，现有系统昂贵且实施复杂，因为它们要求由专业人员操作。此外，这些系统只能在专用场所(诸如医疗场所)并在有资质人员的监管下实施。
此外，现有系统具有复杂的构造，使得所述系统制造昂贵。
此外，现有系统全身性地作用于受治疗者的身体，通常作用于受治疗者的心脏，并且它们不能作用于受治疗者的身体的不同部位，例如腿部、手部、脸部等等。
因此，当前，没有旨在保护内皮功能或当内皮功能已恶化时改善内皮功能的非侵入性循环系统辅助系统。
本发明的一个目的是克服上述缺点。
本发明的另一个目的是提出一种用于保护内皮功能或当内皮功能已恶化时改善内皮功能的非侵入性循环系统辅助设备。
本发明的又一个目的是提出一种成本低、构造简单且容易使用的非侵入性循环系统辅助设备。
本发明的另一个目的是提出一种能够用在受治疗者的任何部位(例如手部、脸部、腿部、脚部等等)的循环系统和血液动力辅助设备。
最后，本发明的另一个目的是提出一种比心脏辅助系统更有效的非侵入性循环系统辅助系统。
本发明通过一种非侵入性脉动循环系统辅助设备来实现这些目的，该设备促进受治疗者的身体内的血液量循环，该设备的特征在于它包括：
-一个柔性多层结构，其应用于所述受治疗者的身体的至少一个部位，所述结构包括一个柔性内层以及一个更刚性的外层，所述内层在所述受治疗者的身体一侧；以及
-脉动装置，其连接至所述多层结构，以使得由所述结构和所述脉动装置组成的组件是密封的，
该设备的特征在于，所述脉动装置适于通过被称为“脉动流体”的流体在所述内层和所述外层之间造成脉动，当所述结构被放置在所述受治疗者的身体的所述部位时，每个所述脉动在静脉血回流方向上沿着所述受治疗者的身体的所述部位累进地传播。
本发明的设备通过经由一个多层结构将脉动应用至受治疗者的身体的一个部位，以非侵入性方式辅助血液循环。
本发明的设备容易使用，只需将该多层结构应用至身体的一个部位，然后利用脉动装置来造成沿着身体的所述部位传播的脉动。
受治疗者不需要去专门场所就能使用本发明的设备。事实上，本发明的设备可以在家里、在汽车中、在走路或跑步时、在飞行的飞机上等等场合使用。
该多层结构可以被应用至身体的任何部位，除了敏感部位例如生殖器或眼睛，而不要求在脉动附件——例如带有附件的男性内衣(或脉动眼睛绷带)——中进行修改。因此，受治疗者可以将本发明的设备应用至身体的任何部位，例如：脸部、臂部、手部、脚部、腿部、颈部等等，以实现专用于身体的该部位的循环系统辅助。事实上，本发明的设备能够通过直接作用于身体的特定部位来使得血液循环辅助定向于身体的所述部位。
另外，本发明的设备也容易制造并且制造成本低。
理论
为了更好地理解对循环系统中的内皮的干扰，下面参照本发明人所发现的基于儿童和成人的“血流和心律”血液动力学理论(Flow andRate hemodynamic theory)，描述“血管生成-细胞凋亡”相互依赖现象。
在动脉片段中，心脏和蠕动力驱动血流利用(心脏收缩和心脏舒张之间的)生理压力差以脉动方式流动。
相反，在静脉和淋巴管中，血液和淋巴在以下过程中显示的各种循环力的驱动下持续流动：呼吸运动(隔膜、肋间肌)；肌肉循环抽动(pompe circulatoire musculaire)；重力；大气压力；接触感受器；粘度；右心干涉(瓣膜、心房、心室、肺压力、静脉容量、心包膜)。
因此，静脉引流(drainage veineux)直接受到这些力的影响，它们使血液在心脏舒张填充之时返回右房室腔。
右心良好的舒张填充(或预加载)对于整个心血管系统和谐运转是非常重要的。
增加的预加载改善了右心室的肌肉加氧。事实上，比起自身心肌冠状网络，这更多地依赖于心脏舒张填充。这将导致收缩力的上升，从而增大了肺循环中的剪切力。这些剪切力因其在肺内皮中导致的一氧化氮(NO)排出而促使脉管阻力的下降，并且该肺阻力的下降(或后加载)反过来提高了总体心输血率(débit cardiaque global)。
这解释了可有效治疗左心室患病时的心肌梗死的硝基衍生物，为何在右心室缺血的情况下反而导致受治疗者在同样因为亚硝酸盐的血管舒张作用而给药时因该心室的填充降低而有死亡的风险。
另一个令人信服的例子是患有法洛氏四合症的儿童自发采取的杂技坐位。在发病期间，由于肺阻力的上升，该儿童发生紫绀。通过采取该坐位，该发生紫绀的儿童人为地增大左侧的脉管阻力，从而通过心室间连通(IVC)使更大的脉动体积改向进入肺动脉回路。
以这种方式增大的剪切力迫使肺内皮产生更多NO(一氧化氮)，从而立即提高肺动脉树中的流量和节律。
一个一般规律是，液压回路中的任何阻力增加都会导致注射泵失灵。这解释了为何左侧增加的脉管阻力(后加载)引起了左心室的机能障碍，而其改善仅能通过降低所述后加载(在左梗塞的情况下亚硝酸盐的血管舒张作用)才有可能实现。
因此，法洛氏发病中的右心荒谬地通过增加左后加载来达到降低其自身后加载的目的！这意味着它为了改善其自身的血液动力而毫不迟疑地暂时危及左心，仅随后再一次改善左心的血液动力(表1：专横的右心)！
当前，在右心室出故障的情况下，常规治疗方案包括：
a)通过静脉灌注增大血液的体积；和
b)通过变时方式或心脏起搏器(电刺激)提高心跳频率(强力收缩(atrial kick))。
在这两种情境下，都是通过非生理方法来增大剪切力(体积和节律)，这不无副作用。
表1：经由肺阻力右心对左心的支配
  右心   左心
  低全身阻力   不良的血液动力1   良好的血液动力
  高全身阻力   良好的血液动力2   不良的血液动力
  低肺阻力   良好的血液动力   良好的血液动力
  高肺阻力   不良的血液动力   不良的血液动力
1＝亚硝酸盐和右心室梗塞
2＝法洛氏发病
与通常接受的概念不同，我们认为右心从胎儿期就开始支配着左心的发育和血液动力。事实上，在子宫内时期，虽然右心室(RV)接收身体血液体积的2/3，然而由于生理分流(静脉管、动脉管、卵圆孔(foramen ovale))，静脉壁和右心室壁与全身动脉相比维持低的重塑。
在出生后，由于生理分流闭合，每个心室接收以相同的频率射出的相同体积的血液。在同样的流变条件下，右心室的心肌量仅为左心室(LV)的六分之一。
这可以被解释成两个主要因素的结果：
A.心脏：除了文献已经描述的特征(右心室腔的球形形态、纤维的分布、收缩性轴等等)，我们着重讨论覆盖右心房和大部分心室腔的前面的内侧(排除隔膜和漏斗状器官)的小梁肌所起到的主要作用。我们强调这一概念在我们将右心细分为五个区的新划分中的重要性。
B.心外：在附加力的控制下，下文详述。
尤其，我们考虑呼吸泵对循环系统的生理控制具有直接效应。影响内皮功能的脉管外生理剪切力
A.心脏-内皮系统的呼吸泵“统领”：
像手风琴一样，肺部的扩张/收缩运动产生了肺血管上的外部剪切力。它们的压迫效应自出生后第一口呼吸起就开始，引起肺阻力的立即下降并触发从卵圆孔的瓣膜开始然后在接下来的几天中在静脉管和动脉管继续的分流的闭合。
在我们的临床经验中，腔-肺吻合手术对两岁以下儿童的失败关乎呼吸泵没有能力确保静脉引流所需要的足够的剪切力，而这是胸腔发育不足的结果。
B.外部脉动波的波动/传播引起了内皮反应：
相似地，恶性肿瘤和良性肿瘤之间的差别可以在于被膜(capsule)的存在与否，被膜起到对抗来自相邻器官的脉动波的传播的保护作用。这可以解释与更静态器官(诸如甲状腺或前列腺)的癌症相比，可运动器官(胃、肺)的癌症以及富脉管器官(诸如脑)的肿瘤的较差预后。
我们通过以下事实解释这一点：对内皮功能的任何外部刺激都会 加速血管新生从而加速肿瘤生长。
另一个例子：先天畸形往往与怀孕最初几个月期间的羊水的减少关联，羊水将胎儿与通过相邻的母亲器官传播的脉动波隔离。
(Centre Hospitalo-Universitaire，Strasbourg，France：C.Stoll et al.，Study of 224 cases of oligohydramnios and congenital malformations ina series of 225,669 consecutive births，Community Genet 1998；1：71-77.)
本发明基于的原理，根据对应用至内皮壁的剪切力的响应，将右心细分为五个形态区(心室体量和脉管壁厚度)。Sayed Nour et al.，″The forgotten driving forces in right heart failure″，Asiatic AnnCardiovasc.Thorac.Surg.(在版)。
这五个区如下：
-1区：由因为缺少节律力而几乎没有重塑的静脉系统代表。该区中的低压血流受附加循环力的影响(表1)。
-2区：由房室腔代表，静脉回流血流在此开始活跃(节律和压力)，从而引起中等重塑。小梁肌在此起天然制动器的作用，削弱施加在壁上的剪切力，从而使得它具有左心室六分之一的厚度(左心室没有大的小梁肌区)。在该区中，血液动力依赖于对馈给右心室肌必不可少的心脏舒张填充(预加载)，尤其是在其小梁部位。
-3区：这是心室间隔膜，其维持左边和右边的正常形态，与它通过隔间动脉的血管化关联。该区的血管动力间接依赖于左心室(共同血管化)并且直接依赖于作用于右边的剪切力，以降低肺后加载(其引起左边的连贯血液动力改善)。
-4区：由具有非常大的重塑量的漏斗状器官代表，所述重塑由源自第一隔间动脉的剪切力的量导致。该区的血液动力因此依赖于剪切力(体积和节律)和第一隔间动脉的过载压力。
-5区：由肺动脉树代表，是几乎没有改变的一个区，具有与大静脉几乎相同的壁的直径-厚度百分比。该区中的血液动力依赖于脉管阻力(较低的后加载)，脉管阻力本身与剪切力关联(尤其是与节律关联，因为该树即使接收与大动脉相同体积的血液也能因其顺应性而降低其动脉压力)。
附加力的干扰可以引起内皮机能障碍。提到按照我们的如上划分的几个例子，以使得该现象更可理解。
在1区中，其强依赖于这些附加力，已经看到它们的改变引起了与宇航员和职业潜水员几乎相同的心血管和循环系统问题。尽管在这两个情境下观察到的压力有很大差异(对宇航员观察到低压力，对潜水员观察到非常高的压力)，所观察到的这些问题都与静脉引流泵的故障(由空间中缺乏重力以及由水下的受压导致的高静脉容量)关联。
这同样适用于潜水员的过早皱纹生长，并且适用于高海拔处的脸部浮肿(Siobhan Gill，Neil M.Walker，″Severe facial edema at highaltitude″，Journal of Travel Medicine，Vol.200815，Issue 2，pp.130-132，International Society of Travel Medicine)。
除了这些极端条件，眼睛周围的脸部浮肿(肿眼皮)在一长夜的睡眠之后的早晨更明显(有时伴随着头痛)，并且随着活动而逐渐消失。
该淋巴充胀证明了降低重力对脸部静脉血回流的影响，引起了有毒物质的积聚(炎症综合症、自由基、海绵循环减缓)。
然而，在儿童，尽管血管化和脸部面积大于成人，但长期睡眠期间的重力影响仍是小的。
被称为“9秒法则”应用至三度烧伤的人员的帕克兰公式证明了，头部相对于身体其余部分的体面积量在儿童为18％，而在成人为9％。
良好的睡眠事实上鼓励了依赖于与良好静脉引流关联的剪切力的血管生成-细胞凋亡过程的合成代谢(修复和再生)。在儿童或新生儿，心率非常高且有时是成人的两倍(即使在睡着时)。
因此，这些剪切力对于生长的自然加速是必不可少的。使用这样的流量、这样的节律和这样的脸部表面积，儿童总是有光滑的脸而没有一点肿大迹象，即使在非常长期的仰卧之后仍具有绸缎般的皮肤。
因此，成人和儿童之间的形态差异在解释该现象时起到了重要作用。
此外，为了提供良好的静脉引流，避免由睡眠期间的重力导致的副作用，两个其他要素与循环的附加力的作用关联：
-哭泣，其代表了脸部的肌肉泵的主要锻炼，由此防止了静脉阻塞；和
-几乎不存在的颈(蹼状颈)，使得静脉引流甚至更依赖于呼吸泵。
其他区——2区至4区——中的血液动力也被1区中的静脉血回流的降低干扰。因此，直接心脏致病效应(心肌缺血或心脏机能障碍)可以导致主要血液动力问题。
在5区——其是关键区——中维持良好的血液动力构成了用于实现循环系统的良好总体运转的条件。5区中的高阻力(后加载)可以引起退化血液动力问题与全身血液动力压力下降。急性或慢性高血压综合征依赖于一氧化氮排出水平和脉管重塑，换言之依赖于剪切力。
总而言之，尽管在生理条件下，循环附加力确保了静脉和淋巴引流，但内皮机能障碍引起了静脉和淋巴阻塞，其导致循环系统和血液动力问题：疲劳迹象(免疫系统问题和炎症反应)、早老(血管生成-细胞凋亡问题)。根据这些现象提出本发明的新型循环系统辅助设备。→在最后文档之后放入。
总结
1.在心脏泵出故障的情况下：
我们推荐在5区(肺动脉)中应用高于心率的剪切频率，使得在动脉壁近旁造成涡流(在粘性的作用下具有能量耗散的旋转流——伯努利原理)而不增加压力(牛顿)，以避免肺动脉的顺应性和延展性(distensibilité)(终止于艾森曼格综合症)或对肺泡内皮的单细胞布置的长期干扰。
反之，如果利用远程作用于1区的外部脉动系统，如在我们的脉动裤子模型，剪切频率必须慢于心率(不多于50％)，以避免因外部压缩——其增加剪切力——而导致对已经过载的心室和肺回路的过度馈给。
2.在正常心脏时循环系统有风险的情况下(宇航员，潜水员)，用于脉动套装的频率应与心脏舒张阶段同步，除非在有呼吸问题或心动过速的情况下。
对于外围循环(面具、袜子、靴子等等)，所述频率可以快于心率而没有任何危险。
3.最后，在心脏出故障的情况下，由我们的脉动设备产生的剪切 力根据相关回路的部位适于内皮系统的需要。
应用
本发明人已经发现了本发明的设备可以被用在与内皮功能关联的多种应用中。
本发明人已经发现，例如，老化实际上是实施血管生成-细胞凋亡相互依赖过程的内皮功能受到干扰的结果，其早期迹象例如皱纹或白发，恰好出现在最富脉管的身体部位(脸部和头部)。老化是与死亡细胞(程序性细胞死亡或凋亡)被血管生成替代的进程累进式减慢关联的自然现象，并且尤其在每次次要因素(感染、缺血综合症、创伤、X射线或UV辐射、退化综合症)影响内皮功能(炎症综合症、免疫系统、血管收缩)时而加速。
根据本发明的设备的有利特征，所述脉动装置可以适于以根据下列数据而变化的节奏来产生脉动：
与心率有关的数据；
与呼吸率有关的数据；
与所述受治疗者的健康状态有关的数据；和/或
与应用所述多层结构的部位有关的数据。
本发明的设备可以包括用于测量心率的装置和用于测量呼吸率的装置。
本发明的设备可以包括用于改变、调整和选择所述脉动装置产生脉动的节奏的装置。
脉动节奏可以根据所述受治疗者的需要来确定。本发明人进行的动物实验使得有可能根据受治疗者的状态以及根据本发明的设备的多层结构应用的身体区来区分下列情形调整脉动节奏：
-在受治疗者的心脏泵出故障的情况下：
●在5区即肺动脉区中，早先“Microth”专利和出版物中描述的经实验证实的理论显示，有必要应用快于心率的剪切频率，使得在动脉壁近旁造成涡流(在粘性的作用下具有能量耗散的旋转流——伯努利原理)而不增加压力(牛顿)，以避免肺动脉的顺应性和延展性(终止于艾森曼格综合症)或对肺泡内皮的单细胞布置的长期干扰；
●如果该设备被用来例如以脉动裤子的形式作用于1区例如静脉系统，剪切频率必须慢于心率，为心率的大约50％，以避免因外部压缩——其增加剪切力——而导致向已经过载的心室和肺回路过度馈给；
-在正常心脏时循环系统有问题的情况下，例如微脉管绞痛、糖尿病或高血压(没有心脏副作用)、更年期副作用、宇航员或潜水员：
●用在5区中的频率应与心脏舒张阶段同步，除非有呼吸问题或心动过速；
●对于其他外围区，脉动面具、鞋子或靴子，该频率可以快于心率而没有任何危险；以及
-对于没有心脏或循环疾病的正常受治疗者，例如运动者：即使运动员能够适应他们的静脉血回流(根据法兰克史达林心脏定律)：1)如果环境允许，例如在体育馆或按摩房，则总是建议监测心脏舒张同步；2)对于诸如正在比赛之前热身或慢跑的使用者，则由心脏专家进行定期检查和探访，以制定适用于该运动者的规则。
总而言之，为了随着血液动力的改善作适当的选择，有必要维持定期医疗接触：在心脏故障的情况下，该频率应根据出问题的区在不同步的情况下适合内皮系统的需要，这不同于没有心脏疾病的其他应用。
在一个特定实施方案中，本发明的设备可以包括：一个模块，该模块一方面包括选择装置，其使得使用者能够选择与其身体状态(例如年龄、身高、体重、心脏状态等等)有关的数据；用于测量心率和呼吸率的装置；以及用于按照一个或多个预先确定的关系根据这些数据中的一个或多个来计算脉动节奏的装置。
有利地，多层结构的内层可以在其至少一部分上在用于与所述受治疗者的皮肤接触的多微孔壁和所述外层一侧的密封壁之间包括一个腔，所述腔被布置以接收、储存和/或传递用于通过所述多微孔壁应用至所述受治疗者的皮肤的物质。
因此，本发明的装置使得能够应用一种或多种生物或化妆物质，并且使得它们以均匀方式在身体的下层部位扩散。
在这样的情境下，本发明的设备的多层结构可以包括一个开口，其使得所述腔被物质填充。当本发明的设备在使用中，所述开口既可以经由连接装置连接至物质贮库，也可以通过闭塞装置以密封方式闭合，所述腔被预先填充然后也用作物质贮库。
在一个特定实施方案中，所述多层结构可以包括一个开口，用于允许来自所述内层和所述外层之间的所述脉动装置的脉动流体进出，以及在所述外层和所述内层之间的凝胶状和/或粒状流体，用于实现每个所述脉动在静脉血回流方向上沿着所述多层结构应用身体部位累进传播。
根据本发明的一个特定实施方案，所述凝胶状或粒状流体可以被包含在所述外层和所述内层之间的一个中间层内。
在所述脉动装置的第一版本中，所述脉动装置可以包括：
-一个气动贮存器；
-一个用于以有节奏的方式压缩所述气动贮存器的装置；和
-一个密封连接器，其将所述气动贮存器连接至所述柔性多层结构。
所述压缩装置可以是机械的，可以直接由所述受治疗者致动或由可选具有便携性的外部能量源致动。
在所述脉动装置的第二版本中，所述脉动装置可以包括：
-一个预先填充的气动贮存器；和
-一个密封连接器，其将所述气动贮存器连接至所述柔性多层结构；
包括所述贮存器、所述连接器和所述多层结构的组件构成了用于所述脉动流体的一个闭合回路；且
所述气动贮存器被布置为通过所述受治疗者施加的力而压缩和卸压。
这个所施加的力可以通过当所述贮存器被放置在使用者手中时握紧和松开拳头由所述受治疗者本身施加。
所述力也可以通过所述受治疗者穿着的至少一个鞋子撞击一个表面例如当走路或跑步时，通过压迫/抽吸来施加。在这样的情境下，所述预先填充的气动贮存器被放置在鞋子下面或内部，使得当所述受治疗者通过施压在其脚上来施加压力时，所述贮存器排空其含有的流体，并且所述流体被射入所述多层结构，由此产生脉动，并且当所述受治疗者释放其脚上的压力例如通过抬起脚时，被射入所述多层结构的流体回到所述气动贮存器中。
在一个特定实施方案中，当例如所述多层结构包括供所述受治疗者穿着的鞋子时，所述气动贮存器、所述连接器和所述柔性多层结构可以构成一个整体单元。
所述柔性多层结构也可以包括用于放置在所述受治疗者的脸部的至少一部分上的罩帽。
另外，所述柔性多层结构可以包括裤子。
有利地，所述柔性多层结构可以包括上衣。
所述柔性多层结构也可以包括用于应用至所述受治疗者的手部和/或腕部的至少一部分上的一个或多个手套或手套部分。
此外，所述柔性多层结构可以包括靴子、鞋子或袜子。在这样的情境下，所述脉动装置可以被纳入所述靴子、鞋子或袜子的底部，使得通过所述受治疗者的走路或跑步，随着脚部落在地上造成的引起所述多层结构的累进膨胀的压力，并且随着抬起脚引起所述多层结构可选地累进式的收缩，来造成脉动。
所述多层结构可以包括：
-脉动内衣元件，诸如胸衣、长筒袜等等，例如用于治疗蜂窝组织炎或男女性关系问题；
-脉动环，适用于糖尿病患者或高血压患者的下肢或上肢；和
-眼睛附件，例如以用于治疗皱纹的眼睛绷带的形式。
在本发明的另一方面，提供了一种非侵入性脉动循环系统辅助组件，该组件覆盖受治疗者的身体的多个部位，所述组件包括至少多个根据前述权利要求中任一项所述的设备，用于每个所述部位。
根据本发明的又一方面，提供了一种非侵入性脉动循环系统辅助组件，该组件覆盖受治疗者的身体的多个部位，所述组件包括：
-针对每个所述部位，一个柔性多层结构，该结构应用在所述受治疗者的身体的所述部位上，所述结构包括一个柔性内层和一个更刚性的外层，该内层在所述受治疗者的身体一侧；和
-由所述脉动结构共用的脉动装置，所述脉动装置以密封方式连接至每个所述多层结构以使得，
所述组件的特征在于，所述脉动装置适于通过被称为“脉动流体”的流体在每个所述结构的所述内层和所述外层之间造成脉动，当所述结构被放置在所述受治疗者的身体上时，每个所述部位中的每个所述脉动在静脉血回流方向上在所述受治疗者的身体的所述部位中累进地传播。
在仔细看过对非限制性实施方案和附图的详细描述之后，将了解本发明的其他优点和特征，其中：
-图1是实施在本发明的设备中的多层结构的一个实施例的示意图；
-图2是一种能够在图1的多层结构中造成脉动的装置(console)的示意图；
-图3是一种能与图2的装置结合使用来造成脉动的压缩模块的示意图；
-图4是一种用于确定脉动率的模块的示意图；
-图5是本发明的脉动罩帽(cagoule)的示意图；且
-图6是本发明的脉动裤子的示意图。
本发明的设备通过在心脏舒张运动时使血液从末端回到心脏，在全部或部分有机体上产生了和谐的和累进的节律运动。它产生了不猛烈的压缩力，用于降低往往在皮下组织、在肝-脾循环中或脸中阻塞的静脉-淋巴容量。
下面描述本发明的设备的几个实施例。
在所描述的所有实施例中：
-“脉动波”的传播轴被确定为可维持用于血管和淋巴管引流的自然和生理方向；
-脉动力可以由气动、电子、或者液压系统，甚至使用其自身力的独立系统来产生；且
-背部(其为了保护脊柱免受外伤而通常不可膨胀)可以被修改成这样的版本，其设计为在维持必要的安全特征的同时执行身体按摩。
图1是实施在本发明的设备中的多层结构的一个实施例的示意图。
图1所示的多层结构100包括：
-内层102，其由弹性材料制成，所述弹性材料例如氯丁橡胶、聚氨酯、乳胶等等；
-刚性外层104，其由刚性材料制成，用于引导压缩波朝身体的内部传播；和
-中间层106，其含有凝胶状流体，以使得脉动压力波能够以所述结构施用部位中的血管和淋巴管引流的自然和生理方向朝心脏累进地传播。在下面的描述中，假定血管和淋巴管引流的自然和生理方向是图1所示的XY方向。
多层结构100还包括附加层108，所述附加层包括生物相容材料的空间110并且包括多微孔壁，所述多微孔壁与身体接触并且可经由连接器112被生物相容材料和/或生物流体物质填充。这个多微孔部分直接与皮肤接触。在脉动期间，包含在层108中的物质经过该多微孔部分被应用至受治疗者的身体。
外层104经由连接端口114以密封方式连接至用于在多层结构100中造成脉动的脉动装置(见图2)，。
为了使脉动沿着应用多层结构100的身体部位累进地传播，中间层106包括具有可变稠度的物质，即凝胶状、粒状等等物质，并且以XY方向沿着所述多层结构累进地分布每个脉动。
图2是能够在图1的多层结构100中造成脉动的装置的一个实施例的示意图。
图2所示的装置200包括：
-气动贮存器202，其填充有流体，例如惰性流体、气态流体或液态流体，诸如水；和
-密封连接器204，其将气动贮存器202连接至柔性多层结构100。
密封连接器204直接或间接连接至多层结构100的连接端口114。
气动贮存器202可以是预先填充的。所述气动贮存器具有端口206，用于添加、移除或更换惰性流体。
气动贮存器202可以直接由受治疗者压缩。事实上，所述贮存器可以由受治疗者在手中挤压而压缩。
在一个实施方案中，气动贮存器202可以被放置在鞋子下面或受治疗者的脚下面。于是通过受治疗者的走路或跑步就能造成脉动。
装置200还可以包括一个或多个用于以节律方式压缩气动贮存器202的装置。这些压缩装置可以手动地或通过控制模块受到致动和控制。
图3是气动贮存器202的压缩模块300的一个实施例的示意图。压缩模块300具有给电动机单元304供电的电池302，电动机单元304连接至两个片306和308，这两个片在它们之间形成了空间310，用于接纳气动贮存器202。当该电动机单元被致动时，片306和308以节律方式朝彼此移动和彼此分开。片306和308的每次接近造成了压力，并且每次分离造成了降压。
图4是一个用于确定脉动频率的模块的示意图。
用于确定脉动频率的模块400包括心率检测器402、呼吸率检测器404和针对与下列有关的数据的数据输入装置：
-受治疗者的健康状态，例如健康良好、有右心故障风险、左心故障等等；
-受治疗者的肥胖状况，例如身高、体重、年龄等等；和
-应用多层结构100的身体部位。
在图400所示的实施例中，所述输入装置包括触摸屏406。
模块400还可以包括数据库408，其连接至计算机程序410，所述计算机程序根据所输入的数据来确定适当的脉动率，并发出用于控制压缩模块300的控制信号412。
下面是本发明的多种脉动元件的描述。
图5是本发明的一个脉动罩帽500的示意图。脉动罩帽500包括由图1所示的多层材料100制成的面具502和领子504。
面具502在眼睛、嘴巴、鼻子和耳朵区域具有卸压孔506。连接器114将脉动装置200连接至形成在面具502的外层中的一个或多个连接端口114。所形成的每个脉动从连接端口114沿着由箭头508表示的主传播轴线向下且朝心脏累进地传播。由箭头510表示的水平轴线代表脉动波朝海绵状回路(circuit caverneux)的路径。
面具502的枕骨部位512是几乎不可膨胀或完全不可膨胀的。颈部516的背面部位514被布置为以完全安全的方式为颈部执行脉动按摩。
罩帽500提供了非侵入性脉动循环系统辅助，用于治疗脸部和颈部的静脉-淋巴阻塞。它被佩戴为压迫脸部和颈部。它的两个部件——面具502和领子504——与心脏-呼吸率规则和节律同步地且协调地运转。
该罩帽还具有以下功能：
-主要功能：通过应用与心脏舒张同步的剪切力来恢复和修复内皮机能障碍的副作用，从而减轻淋巴和静脉拥塞；
-次要功能：改善海绵状系统(système caverneux)的血液循环的血液动力，对头痛或失忆等等有功效；和
-通过增加一氧化氮来改善皮肤循环，并加速现有化妆品——诸如护肤品和抗老化物质——的吸收和渗透。
面具502的内层可以被模制在生物面具上，或者可以由生物相容材料制成，适于脸部和颈部的形状。内表面可以是有微孔的，用于有化妆性质的流体朝皮肤扩散，同时根据指示改变或不改变所使用的物质或流体的温度。
血液动力改善发生在两个阶段：
-立即，通过与心脏舒张阶段同步地减轻静脉容量的淤塞(*)。有节律的心脏舒张体积的增大改善了心室收缩、降低了肺后加载，并改善了总体心输血率；和
-长期，通过增大剪切力来改善内皮功能：
-通过NO排出来降低后加载；和
-刺激相应缺血区域中的血管新生-心肌心脏发生(cardiogénèse myocardique)过程。
图6是本发明的一条脉动裤子600的示意图。
脉动裤子600包括腿部位602、腰带部位604和靴子部位606。在本发明的这一版本中，裤子600没有微孔层。
脉动波从靴子部位606开始，来自脉动装置200。然后每个脉动沿着由箭头608表示的轴线朝心脏传播。
除了上面针对脉动罩帽描述的功能以外，这一系统还提供了既修复又预防的功用：
-对内皮机能障碍的修复，因为剪切力激发截瘫患者或大腿骨折患者中的血管新生；和
-预防，通过防止敏感人群中与内皮机能障碍关联的凝结问题，例如在长期保持静止时，例如在长途飞行中，术后长期的卧位，以及在事故中保持静止时。
在一个特定版本中，脉动裤子可以具有通过个人衣服与皮肤接触的第一层。
可以对背面部位进行修改以用于按摩脊柱。
多个部位(裤子、腰带、腿)之间的通信被协调且与心脏舒张同步，以避免腹股沟折叠中的压脉效应(effet de garrot)。
以相同的方式可以想到脉动上衣、脉动内衣、脉动靴子、脉动手套，以及完整的脉动套装。
完整的脉动套装还可以通过将脉动罩帽、脉动上衣、脉动裤子、脉动手套和脉动鞋子进行组合来获得。在这样的情况下，在第一实施方案中，每个脉动组件可以与专门的脉动装置关联。在第二实施方案中，单个脉动装置可以被用于构成脉动套装的所有脉动组件。
脉动套装可以用于按摩。这样的套装可观地改善了与内皮机能障碍关联的疲劳*，所述内皮机能障碍是由于细胞凋亡-血管新生平衡问题而造成的，所述问题是由炎症综合症、免疫系统不足或一氧化氮排出中断而造成的。
在一个修改的版本中，脉动套装可以包括一个与皮肤直接接触的附加层，从而促进化妆物质(用于护肤、肌肉弹性等等)的扩散。
脉动脉冲的传播从多个远端源头——诸如脉动靴子或脉动手套——同步进行。
每个脉动组件可以根据受治疗者的需要分别使用。
在一个闭合回路中，脉动套装可以被潜水员、宇航员、运动者和运动员使用，使得能够通过儿茶酚胺的分泌以生理方式立即改善表现，同时通过血管新生长期促进肌肉量的发展。
运动者可以使用手套和握紧拳头或在步行时使用靴子，自主地获得脉动力。
脉动套装可以根据受治疗者的血液动力和生理需要对所关心的每个区提供辅助，即：
-1区依赖于附加循环力：脉动套装通过产生的按摩波在心脏舒张之时降低静脉容量并激发血液返回心脏，从而改善了血液动力。本发明可以有益于下列两组指标：
-病理指标：右心室衰竭、慢性肺高压、宇航员、潜水员、静脉曲张、截瘫患者、直立综合症；和
-舒适指标：按摩室、健身、体育馆、长途飞行；
-2区至4区依赖于心脏舒张填充和节律：该套装可以使得患有严重心脏病的受治疗者能够长期维持生理功能；和
-5区：肺动脉树：该套装降低了阻力且改善了内皮功能。
本发明的每个脉动设备都是用于累进性地降低拥塞静脉-淋巴容量的非侵入性循环系统辅助设备。通过提高预加载，本发明的设备改善了心脏收缩性，从而降低了后加载并提供了总体血液动力改善。长期而言，由本发明的脉动设备产生的剪切力用于维持和恢复内皮功能。它在血液动力和循环系统故障的情况下，将血液供应(64％的静脉容量)和内皮量转移到自然紧急出口。这种更生理化的且低成本的方法能够降低发病率和死亡率，并且适用于儿童、成人，也适用于动物。
自然，本发明不限于上文描述的、示出了具体的非限制性实施方案的实施例。

Claims (25)

1.非侵入性脉动循环辅助设备（500，600），所述设备促进受治疗者的身体内的血液量循环，其特征在于，该设备包括：
-一个柔性多层结构（100），其应用于所述受治疗者的身体的至少一个部位，所述柔性多层结构包括一个柔性内层（102）以及一个更刚性的外层（104），所述内层在所述受治疗者的身体一侧；
-脉动装置（200，300，400），其连接至所述柔性多层结构（100），
以使得由所述柔性多层结构和所述脉动装置组成的组件是密封的，并且通过被称为“脉动流体”的流体在所述内层（102）和所述外层（104）之间造成脉动波；
所述柔性多层结构包括用于引导每个所述脉动的装置，所述用于引导每个所述脉动的装置当所述柔性多层结构（100）被放置在所述受治疗者的身体的所述部位上时在静脉血回流方向上沿着所述受治疗者的身体的所述部位向所述受治疗者的身体的内部累进地引导每个所述脉动;
并且所述用于引导所述脉动的装置包括在所述外层（104）和所述内层（102）之间的凝胶状和/或粒状流体，用于实现在静脉血回流方向上沿着所述柔性多层结构（100）的每个所述脉动的累进传播。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于根据下列数据来确定脉动频率的装置：
-与心率有关的数据；
-与呼吸率有关的数据；
-与所述受治疗者的健康状态有关的数据；和/或
-与应用所述柔性多层结构的部位有关的数据。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述内层（102）在其至少一部分上在用于与所述受治疗者的皮肤接触的多微孔壁（108）和所述外层一侧的壁之间包括一个腔（110），所述腔（110）被布置以接收和/或传递用于通过所述多微孔壁（108）应用至所述受治疗者的皮肤的物质。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设备包括一个用于用物质填充所述腔（110）的开口（112），所述开口（112）在使用中通过闭塞装置以密封方式闭合。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构（100）包括一个开口（114），用于允许来自所述脉动装置（200）的脉动流体进入所述内层（102）和所述外层（104）之间。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述凝胶状流体被包含在所述外层（104）和所述内层（102）之间的一个中间层（106）内。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脉动装置（200，300）包括：
-一个气动贮存器（202）；
-一个用于以有节奏的方式压缩所述气动贮存器（202）的装置（300）；和
-一个密封连接器（204），其将所述气动贮存器（202）连接至所述柔性多层结构（100）。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脉动装置包括：-一个气动贮存器（202）；和
-一个密封连接器（204），其将所述气动贮存器（202）连接至所述柔性多层结构（100）；
包括所述贮存器（202）、所述连接器（204）和所述柔性多层结构（100）的组件构成一个用于所述脉动流体的闭合回路；且
所述气动贮存器（202）被布置以通过所述受治疗者施加的力而压缩和卸压。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述贮存器、所述连接器和所述柔性多层结构（100）构成一个整体单元。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构（100）包括用于放置在所述受治疗者的脸部的至少一部分上的罩帽（500）。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括裤子（600）。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括上衣。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括手套。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括靴子或袜子。
15.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述内层（102）在其至少一部分上在用于与所述受治疗者的皮肤接触的多微孔壁（108）和所述外层一侧的壁之间包括一个腔（110），所述腔（110）被布置以接收和/或传递用于通过所述多微孔壁（108）应用至所述受治疗者的皮肤的物质。
16.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构（100）包括一个开口（114），用于允许来自所述脉动装置（200）的脉动流体进入所述内层（102）和所述外层（104）之间。
17.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述脉动装置（200，300）包括：
-一个气动贮存器（202）；
-一个用于以有节奏的方式压缩所述气动贮存器（202）的装置（300）；和
-一个密封连接器（204），其将所述气动贮存器（202）连接至所述柔性多层结构（100）。
18.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述脉动装置包括：
-一个气动贮存器（202）；和
-一个密封连接器（204），其将所述气动贮存器（202）连接至所述柔性多层结构（100）；
包括所述贮存器（202）、所述连接器（204）和所述柔性多层结构（100）的组件构成一个用于所述脉动流体的闭合回路；且
所述气动贮存器（202）被布置以通过所述受治疗者施加的力而压缩和卸压。
19.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构（100）包括用于放置在所述受治疗者的脸部的至少一部分上的罩帽（500）。
20.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括裤子（600）。
21.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括上衣。
22.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括手套。
23.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述柔性多层结构包括靴子或袜子。
24.非侵入性脉动循环系统辅助组件（600），所述组件覆盖受治疗者的身体的多个部位，所述组件包括至少一个根据前述权利要求1-23中任一项所述的设备，用于每个所述部位。
25.根据权利要求24所述的非侵入性脉动循环系统辅助组件，所述组件覆盖受治疗者的身体的多个部位，其特征在于，所述组件包括：
-针对每个所述部位，一个柔性多层结构，其应用在所述受治疗者的身体的所述部位上，所述柔性多层结构包括一个柔性内层和一个更刚性的外层，所述内层在所述受治疗者的身体一侧；以及
-脉动结构共用的脉动装置，所述脉动装置以密封方式连接至每个所述柔性多层结构，并且通过被称为“脉动流体”的流体在每个所述柔性多层结构的所述内层和所述外层之间造成脉动；
每个所述柔性多层结构包括用于引导每个所述脉动的装置，所述用于引导每个所述脉动的装置当所述柔性多层结构（100）被放置在所述受治疗者的身体的所述部位上时在静脉血回流方向上沿着所述受治疗者的身体的所述部位向所述受治疗者的身体的内部累进地引导每个所述脉动。
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