RU204656U1

RU204656U1 - AUTOMATIC DEVICE FOR EXTERNAL HEART MASSAGE IN CARDIAC-PULMONARY REANIMATION

Info

Publication number: RU204656U1
Application number: RU2021101278U
Authority: RU
Inventors: Евгений Валентинович Пашков; Александр Николаевич Круговой
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2021-06-03

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована при прекращении сердечной деятельности человека в военно-полевых условиях, в медицине катастроф, а также в домашних, производственных условиях, в машинах скорой помощи и др.Целью полезной модели является увеличение времени непрерывной работы устройства без подзарядки аккумулятора, повышение надежности и долговечности работы, а также обеспечение стабильности заданных параметров процесса массажа.Для достижения цели внутри коробчатой платформы для размещения пациента установлен механизм циклического натяжения охватывающих его грудь концов ленты, соединенных с грудными накладками тканевого бандажа и со шкивом на выходном валу механизма, включающего приводной электрический мотор-редуктор, обгонную муфту свободного хода и датчик крутящего момента, ротор которого соединен с валом шкива.После автоматической подтяжки ленты до контакта с грудью с целью определения длины ее окружности реализуется режим компрессии грудной клетки за счет наматывания концом ленты на шкив, а после достижения требуемого усилия их натяжения мотор-редуктор останавливается, муфта выключается и начинается режим декомпрессии, обеспечиваемый за счет накопленной в гибких пластинах накладок и в ребрах грудной клетки энергии упругих деформаций. Происходит сматывание концов ленты со шкива, вызывающее его поворот в исходное положение.The utility model relates to the field of medical technology and can be used when a person's cardiac activity is terminated in military field conditions, in disaster medicine, as well as at home, at work, in ambulances, etc. The purpose of the utility model is to increase the time of continuous operation of the device. without recharging the battery, increasing the reliability and durability of work, as well as ensuring the stability of the specified parameters of the massage process. To achieve the goal, a cyclic tension mechanism is installed inside the box-shaped platform for accommodating the patient, the ends of the tape covering his chest, connected to the chest pads of the tissue bandage and with a pulley on the output shaft a mechanism including an electric drive motor, an overrunning freewheel and a torque sensor, the rotor of which is connected to the pulley shaft. After the automatic tightening of the belt until it contacts the chest in order to determine the length of its circumference, the compression mode is implemented. cage due to winding with the end of the tape on the pulley, and after reaching the required tension, the gear motor stops, the clutch is turned off and the decompression mode begins, provided due to the energy of elastic deformations accumulated in the flexible plates and in the ribs of the chest. The ends of the belt are wound from the pulley, causing it to rotate to its original position.

Description

Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для сердечно-легочной реанимации, и может быть использована при прекращении сердечной деятельности человека как в экстремальных условиях (природные и экологические катастрофы, военно-полевые действия), так и в других условиях (домашних, производственных, в машинах скорой помощи и т.п.).The utility model relates to the field of medical technology, namely to devices for cardiopulmonary resuscitation, and can be used when a person's cardiac activity is terminated both in extreme conditions (natural and environmental disasters, military field operations) and in other conditions (home , production, in ambulances, etc.).

Известно устройство для компрессионно-декомпрессионной реанимации (Патент РФ №2180827, МПК А61Н 31/00, опубликован 27.03.2002), предназначенное для наружного (непрямого) массажа сердца в различных условиях, содержащее опорную площадку (платформу), размещаемую под грудной клеткой пациента, штангу со шкалой в единицах длины, позволяющей определять размер грудной клетки, подвижный блок регулировки параметров создаваемого вручную точечного усилия воздействия на грудную клетку, рычаг с подвижным контактным элементом в виде присоски, номограмму для определения оптимальных параметров компрессии и декомпрессии, полученную экспериментальным путем.A device for compression-decompression resuscitation is known (RF Patent No. 2180827, IPC A61H 31/00, published 03/27/2002), intended for external (indirect) heart massage in various conditions, containing a support platform (platform) placed under the patient's chest, a barbell with a scale in units of length that allows you to determine the size of the chest, a movable unit for adjusting the parameters of a manually created point force of action on the chest, a lever with a movable contact element in the form of a suction cup, a nomogram for determining the optimal parameters of compression and decompression, obtained experimentally.

К недостаткам данного устройства следует отнести: во-первых, невозможность использования в процессе переноса пациента из-за громоздкости (габаритов) конструкции, например, в узких проходах, при спуске с верхнего этажа здания на нижний этаж или при переносе из помещения в машину скорой помощи; во-вторых, значительная физическая нагрузка на реаниматора при выполнении наружного массажа сердца (создании компрессии); в-третьих, использование шкал и номограмм для определения физиологических параметров пациента создает неудобства для реаниматора и может привести к ошибкам при выборе требуемых параметров процесса реанимации.The disadvantages of this device include: firstly, the impossibility of using in the process of transferring a patient due to the bulkiness (dimensions) of the structure, for example, in narrow aisles, when descending from the upper floor of a building to the lower floor or when transferring from a room to an ambulance ; secondly, a significant physical load on the resuscitator when performing external heart massage (creating compression); thirdly, the use of scales and nomograms to determine the physiological parameters of the patient creates inconvenience for the resuscitator and can lead to errors in choosing the required parameters of the resuscitation process.

Известно устройство для сердечно-легочной реанимации LUCAS (Лукас) производства Michigan Instruments (США) для проведения наружного (непрямого) массажа сердца (http://adhara.ru/articles/autopulse_and_cpr.htm), содержащее платформу для размещения пациента, вертикальную стойку для закрепления пневматического механизма циклического силового точечного воздействия на центральную часть грудной клетки (грудину) посредством толкателя с упругим элементом на конце, а также баллон со сжатым кислородом или воздухом, а также LUCAS-2 (Лукас-2) (http://www.deal-med.ru/ustroistvo_dlia_serdechno_legochnoi_reanimacii_lucas_2.html), используемое для восстановления и поддержания естественной циркуляции крови у пациентов с не работающим сердцем, обеспечивающее глубину и частоту продавливания грудной клетки согласно установленным параметрам и с необходимым постоянством, содержащее размещаемую под спиной пациента платформу с шарнирно прикрепленными к ней одними концами дугообразными жесткими полуарками, соединенными другими концами с корпусом циклического механизма с электроприводом для силового точечного воздействия на центр грудной клетки (грудину) посредством толкателя с упругим элементом на конце в виде сильфона, и автономный источник электроэнергии в виде аккумуляторных батарей.Known device for cardiopulmonary resuscitation LUCAS (Lucas) manufactured by Michigan Instruments (USA) for external (indirect) heart massage (http://adhara.ru/articles/autopulse_and_cpr.htm), containing a platform for placing a patient, a vertical stand for fastening the pneumatic mechanism of cyclic force point action on the central part of the chest (sternum) by means of a pusher with an elastic element at the end, as well as a cylinder with compressed oxygen or air, as well as LUCAS-2 (Lucas-2) (http://www.deal -med.ru/ustroistvo_dlia_serdechno_legochnoi_reanimacii_lucas_2.html), used to restore and maintain natural blood circulation in patients with a non-working heart, providing depth and frequency of chest pressing in accordance with the established parameters and with the necessary constancy, containing a platform placed under the patient's back with hinged attached to her ends with arcuate rigid semi-arches, connected with different ends with a body of a cyclic mechanism with an electric drive for force point action on the center of the chest (sternum) by means of a pusher with an elastic element at the end in the form of a bellows, and an autonomous source of electricity in the form of rechargeable batteries.

Общим недостатком устройств LUCAS и LUCAS-2 является, во-первых, отсутствие возможности обеспечения равномерного сжатия всей грудной клетки, что снижает эффективность воздействия на легкие с целью их вентиляции; во-вторых, наличие вертикальной стойки или дугообразных полуарок существенно увеличивает габариты устройств по высоте, затрудняя тем самым эвакуацию пациентов из аварийных помещений и строений через узкие и невысокие проходы; в-третьих, высокое расположение по отношению к платформе центра тяжести механизма для создания усилия деформации грудной клетки затрудняет перемещение работающего устройства с пациентом по лестничным переходам, например, с верхнего этажа строения на нижний, из помещения в машину скорой помощи, а в процессе перевозки будут происходить угловые смещения устройства (наклоны стойки), негативно влияющие на параметры процесса реанимации.A common disadvantage of LUCAS and LUCAS-2 devices is, firstly, the inability to ensure uniform compression of the entire chest, which reduces the effectiveness of exposure to the lungs in order to ventilate them; secondly, the presence of a vertical rack or arched semi-arches significantly increases the dimensions of the devices in height, thereby making it difficult to evacuate patients from emergency rooms and buildings through narrow and low passages; thirdly, the high location in relation to the platform of the center of gravity of the mechanism for creating the force of deformation of the chest makes it difficult to move the operating device with the patient along the stairs, for example, from the upper floor of the building to the lower one, from the room to the ambulance, and in the process of transportation there will be angular displacements of the device (tilt of the rack) occur, negatively affecting the parameters of the resuscitation process.

Использование в составе устройства LUCAS-2 механизма воздействия на грудную клетку с электрическим приводом с реверсируемым электродвигателем усложняет систему управления и приводит к увеличению энергозатрат для возврата толкателя в верхнее положение, что снижает время непрерывной работы устройства без подзарядки аккумуляторных батарей.The use of an electrically driven thorax mechanism with a reversible electric motor as part of the LUCAS-2 device complicates the control system and leads to an increase in energy consumption for returning the pusher to the upper position, which reduces the time of continuous operation of the device without recharging the batteries.

Известное автоматическое устройство для сердечно-легочной реанимации в экстремальных условиях (патент на полезную модель RU №193963, МПК А61Н 31/00, 2019), содержит коробчатую платформу для пациента, тканевый грудной бандаж с лентами, механизм циклического натяжения лент включающий в себя последовательно установленные на одной оси неполноповоротный пневмодвигатель, датчик крутящего момента с сильфонными муфтами и вал со шкивом для наматывания лент, а также пневмораспределитель, блок управления и автономный источник энергии в виде баллонов сжатого воздуха.A well-known automatic device for cardiopulmonary resuscitation in extreme conditions (utility model patent RU No. 193963, IPC A61H 31/00, 2019), contains a box-shaped platform for a patient, a tissue chest bandage with tapes, a cyclic tape tension mechanism including sequentially installed on one axis a part-turn pneumatic motor, a torque sensor with bellows couplings and a shaft with a pulley for winding tapes, as well as a pneumatic valve, a control unit and an autonomous energy source in the form of compressed air cylinders.

К его недостаткам следует отнести сравнительно небольшое время непрерывной работы без подзарядки баллонов сжатым воздухом, сравнительно большую массу и габариты вследствие наличия баллонов и пневмораспределителя с электромагнитным управлением, необходимость иметь два автономных источника энергии (электрической и сжатого воздуха).Its disadvantages include a relatively short time of continuous operation without recharging the cylinders with compressed air, a relatively large weight and dimensions due to the presence of cylinders and a pneumatic valve with electromagnetic control, the need to have two autonomous energy sources (electric and compressed air).

Известное автоматическое устройство для сердечно-легочной реанимации ZOLL (https://www.zoll.com/ru/medical-products/resuscitation-system/autopulse/ems; http://adhara.ru/articles/autopulse_and_c.pr.htm) содержит коробчатую платформу, располагаемую под спиной пациента, внутри которой размещен снабженный электроприводом механизм циклического действия для натяжения лент, охватывающих грудную клетку пациента, связанных с застегивающимся на груди тканевым бандажом.Known automatic device for cardiopulmonary resuscitation ZOLL (https://www.zoll.com/ru/medical-products/resuscitation-system/autopulse/ems; http://adhara.ru/articles/autopulse_and_c.pr.htm) contains a box-shaped platform located under the patient's back, inside of which there is an electrically driven cyclic action mechanism for tensioning the tapes covering the patient's chest, connected with a tissue bandage fastened on the chest.

После размещения пациента на платформе, застегивания бандажа, подтяжки лент до контакта с телом и измерения окружности груди, устройство переходит в режим работы, обеспечивающий сжатие грудной клетки с заданной частотой и с необходимым усилием, в результате чего достигается сокращение сердечной мышцы со всех сторон, увеличение сердечного выброса крови, а также сокращение легких с последующим их распрямлением во время паузы между циклами нагружения, т.е. осуществляется пассивная вентиляция легких без применения аппарата искусственной вентиляции легких.After placing the patient on the platform, fastening the bandage, tightening the bands until contact with the body and measuring the chest circumference, the device switches to a mode of operation that provides compression of the chest with a given frequency and with the necessary force, resulting in a contraction of the heart muscle from all sides, an increase in cardiac output of blood, as well as contraction of the lungs with their subsequent straightening during a pause between loading cycles, i.e. passive ventilation of the lungs is carried out without the use of a ventilator.

К недостаткам данного устройства можно отнести следующее.The disadvantages of this device include the following.

Во-первых, циклический режим работы электродвигателя с высокой частотой реверсирования обладающего большой инерционностью ротора (до 100…110 циклов сокращения сердца в минуту), создает большие знакопеременные нагрузки на конструктивные элементы механизма натяжения лент, вызывая их повышенный износ и поломки, а также снижает точность измерения требуемых перемещений лент при их натяжении.First, the cyclic operation of the electric motor with a high reversal frequency of the rotor with a high inertia (up to 100 ... 110 heart rate cycles per minute) creates large alternating loads on the structural elements of the belt tension mechanism, causing their increased wear and breakdown, and also reduces the accuracy measurements of the required movements of the belts during their tension.

Во-вторых, реверсирование приводного электродвигателя требует дополнительных затрат электроэнергии, из-за чего практически вдвое снижается время непрерывной работы устройства без дополнительной подзарядки аккумуляторных батарей.Secondly, the reversal of the drive motor requires additional power consumption, due to which the time of continuous operation of the device without additional recharging of the batteries is practically halved.

В качестве прототипа выбрано реанимационное автоматическое устройство (патент на полезную модель RU №198440, МПК А61Н 31/00, 2020), содержащее платформу для пациента, тканевый бандаж в виде двух грудных накладок с прикрепленными к ним лентами, механизм циклического натяжения лент со шкивами, закрепленными на выходных валах двух реверсируемых электродвигателей, а также датчик силы, блок управления и аккумулятор.As a prototype, an automatic resuscitation device was chosen (patent for a useful model RU No. 198440, IPC A61H 31/00, 2020), containing a platform for a patient, a tissue bandage in the form of two chest pads with tapes attached to them, a mechanism for cyclic tension of tapes with pulleys, mounted on the output shafts of two reversible electric motors, as well as a force sensor, control unit and battery.

Данное устройство имеет следующие недостатки.This device has the following disadvantages.

Во-первых, дополнительный расход электроэнергии, затрачиваемой на реверсирование приводных электродвигателей.First, the additional consumption of electricity spent on reversing the drive motors.

Во-вторых, циклический режим работы электродвигателей с высокой частотой реверсирования создает большие знакопеременные инерционные нагрузки на конструктивные элементы механизма натяжения лент и усложняет конструкцию блока управления.Secondly, the cyclic operation of electric motors with a high reversing frequency creates large alternating inertial loads on the structural elements of the belt tensioning mechanism and complicates the design of the control unit.

В-третьих, в процессе реверсирования снижается натяжение лент и происходит их провисание, т.е. потеря контакта с телом пациента, что приводит к смещению связанных с ними грудных накладок относительно первоначального положения, достигнутого в процессе подтяжки лент и определения окружности грудной клетки, величина которой влияет на выбор параметров ее деформирования.Thirdly, in the process of reversing, the tension of the belts decreases and their sagging occurs, i.e. loss of contact with the patient's body, which leads to a displacement of the associated chest pads relative to the initial position achieved in the process of tightening the bands and determining the circumference of the chest, the value of which affects the choice of parameters of its deformation.

Указанные недостатки приводят к уменьшению времени непрерывной работы устройства без подзарядки аккумулятора, вызывают повышенный износ конструктивных элементов устройства и снижают надежность обеспечения и стабильность заданных параметров силового воздействия на грудную клетку конкретного пациента.These disadvantages lead to a decrease in the time of continuous operation of the device without recharging the battery, cause increased wear of the structural elements of the device and reduce the reliability and stability of the specified parameters of the force effect on the chest of a particular patient.

Целью предлагаемой полезной модели автоматического устройства для наружного массажа сердца при сердечно-легочной реанимации является увеличение времени непрерывной работы устройства без подзарядки или замены автономного источника электропитания в виде аккумулятора, повышение надежности и долговечности работы, а также обеспечение стабильности заданных параметров процесса наружного массажа сердца конкретного пациента.The purpose of the proposed utility model of an automatic device for external heart massage during cardiopulmonary resuscitation is to increase the time of continuous operation of the device without recharging or replace an autonomous power source in the form of a battery, to increase the reliability and durability of operation, as well as to ensure the stability of the specified parameters of the process of external cardiac massage of a particular patient. ...

Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что в автоматическом устройстве для наружного массажа сердца при сердечно-легочной реанимации, содержащем коробчатую платформу для пациента, тканевый бандаж из двух соединенных между собой грудных накладок с пряжками для концов ленты со шпонкой в средней части для соединения со шкивом на выходном валу механизма циклического натяжения ленты в виде соосно установленных с ним приводным электрическим мотор-редуктором и ротором датчика крутящего момента, а также блок управления и аккумулятор электроэнергии, отличающееся тем, что грудные накладки бандажа армированы гибкими упругими пластинами, приводной электрический мотор-редуктор является нереверсируемым, а между ним и ротором датчика крутящего момента соосно установлена обгонная муфта свободного хода.The achievement of this goal is ensured by the fact that in an automatic device for external cardiac massage during cardiopulmonary resuscitation, containing a box-shaped platform for the patient, a tissue bandage of two interconnected chest pads with buckles for the ends of the tape with a key in the middle part for connection with a pulley on the output shaft of the cyclic belt tension mechanism in the form of a drive electric motor-reducer and a rotor of a torque sensor installed coaxially with it, as well as a control unit and an electric power accumulator, characterized in that the chest pads of the band are reinforced with flexible elastic plates, the drive electric motor-reducer is non-reversible , and an overrunning freewheel is coaxially installed between it and the rotor of the torque sensor.

Между совокупностью заявляемых признаков полезной модели и ожидаемым техническим результатом, получаемым с помощью предлагаемого автоматического устройства для наружного массажа сердца при сердечно-легочной реанимации, существует следующая причинно-следственная связь.There is the following causal relationship between the set of the claimed features of the utility model and the expected technical result obtained using the proposed automatic device for external heart massage during cardiopulmonary resuscitation.

Во-первых, используемый в составе механизма импульсного натяжения ленты нереверсируемый электрический мотор-редуктор не требует потребления вырабатываемой аккумулятором электроэнергии, необходимой для осуществления его реверса, т.е. обеспечивает экономию электроэнергии, увеличивая тем самым практически вдвое время непрерывной работы автоматического устройства без подзарядки аккумулятора, что весьма актуально при его использовании, например, в полевых условиях.First, the non-reversible electric geared motor used as part of the pulsed belt tensioning mechanism does not require the consumption of the energy generated by the battery, which is necessary for its reverse, i.e. provides energy savings, thereby almost doubling the time of continuous operation of the automatic device without recharging the battery, which is very important when using it, for example, in the field.

Во-вторых, устраняются инерционные силовые нагрузки на все подвижные элементы в цепи передачи крутящего момента, возникающие при реверсировании мотор-редуктора, что способствует повышению надежности и срока службы автоматического устройства.Secondly, the inertial power loads on all moving elements in the torque transmission chain that arise when the gear motor is reversed are eliminated, which contributes to an increase in the reliability and service life of the automatic device.

В-третьих, армирование грудных накладок гибкими упругими пластинами придает им упругость, за счет которой обеспечивается дополнительное подтягивание ленты при выполнении режима декомпрессии грудной клетки, т.е. при вдохе, и устраняется провисание ленты за счет частичной потери ее контакта с телом пациента, что приводит к возможности смещения бандажа с лентой и изменению ранее установленной допустимой величины прогиба грудины без повреждения ребер грудной клетки.Thirdly, the reinforcement of the chest pads with flexible elastic plates gives them elasticity, due to which additional tightening of the tape is provided when performing the chest decompression mode, i.e. when inhaling, and the sagging of the tape is eliminated due to the partial loss of its contact with the patient's body, which leads to the possibility of displacement of the band with the tape and a change in the previously established allowable deflection of the sternum without damaging the ribs of the chest.

На фиг. 1 представлена схема автоматического устройства для наружного массажа сердца при сердечно-легочной реанимации; на фиг. 2 - конструкция и схема упругой деформации грудных накладок; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 1.FIG. 1 shows a diagram of an automatic device for external cardiac massage during cardiopulmonary resuscitation; in fig. 2 - the design and diagram of the elastic deformation of the chest pads; in fig. 3 is a view along arrow A in FIG. one.

Автоматическое устройство (фиг. 1) содержит плоскую коробчатую платформу 1 прямоугольной формы длиной L и шириной В, размещаемую под спиной пациента 2, тканевый бандаж, состоящий из соединенных между собой с помощью застежки 3 грудных накладок 4 и 5 с пряжками 6 и 7, на прилегающих к застежке концах которых закреплены обращенные в сторону впадины грудины 8 упоры 9 и 10 в виде выступов из упругого материала, например, силиконовой резины.The automatic device (Fig. 1) contains a flat box-shaped platform 1 of a rectangular shape with a length L and a width B, placed under the back of a patient 2, a tissue bandage, consisting of interconnected by means of a fastener 3 chest pads 4 and 5 with buckles 6 and 7, on the ends adjacent to the fastener of which are fixed to the side of the sternum depression 8 stops 9 and 10 in the form of protrusions made of an elastic material, for example, silicone rubber.

К обращенным наружу сторонам накладок, армированных изнутри гибкими упругими пластинами 11 (фиг. 2), с помощью пряжек прикреплена своими концами 12 и 13 лента с возможностью изменения их рабочей длины. Через отверстия 14 и 15 с направляющими роликами 16 и 17 на сторонах платформы длиной L, лента, с помощью прикрепленной к ней заклепками 18 на одинаковом расстоянии от ее концов цилиндрической шпонки 19, соединена со шкивом 20 механизма циклического натяжения ленты, снабженным кольцевой упорной ребордой 21, и имеющим на обращенной наружу торцовой поверхности (фиг. 3) центральное отверстие 22 под шпонку и соединяющий его с наружной образующей шкива диаметром D диаметральный паз 23 под ленту, глубиной, равной ширине ленты.To the outwardly facing sides of the pads, reinforced from the inside by flexible elastic plates 11 (Fig. 2), with the help of buckles, a tape is attached at its ends 12 and 13 with the possibility of changing their working length. Through holes 14 and 15 with guide rollers 16 and 17 on the sides of the platform of length L, the tape, using rivets 18 attached to it at the same distance from its ends of the cylindrical key 19, is connected to the pulley 20 of the belt cyclic tension mechanism, equipped with an annular thrust flange 21 , and having on the outwardly facing end surface (Fig. 3) a central hole 22 for the key and connecting it to the outer generatrix of the pulley with a diameter D diametrical groove 23 for the belt, with a depth equal to the width of the belt.

Шкив закреплен на выходном валу размещенного внутри платформы механизма циклического натяжения ленты, соединенного с помощью сильфонной муфты 24 с одним из концов ротора соосно установленного датчика крутящего момента 25, например, типа Т-22 (http://www.hbm.ru/catalog/datchiki/datchik-krutyashchego-momenta-t22/) с интегрированной системой измерения угла поворота и скорости вращения, другой конец ротора которого соединен с помощью сильфонной муфты 26 с выходным валом 27 обгонной муфты свободного хода 28 (по типу велосипедной муфты), а ее входной вал соединен с выходным валом нереверсируемого электрического мотор-редуктора 29, например, типа ACM602V36-01, редуктор 60PLF15K-14S, электрические входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления 30, один из входов последнего подключен к выходу автономного источника электроэнергии 31, а другой - к электрическому выходу датчика крутящего момента.The pulley is fixed on the output shaft of the cyclic belt tension mechanism located inside the platform, connected by means of a bellows coupling 24 to one of the rotor ends of a coaxially mounted torque sensor 25, for example, of the T-22 type (http://www.hbm.ru/catalog/ datchiki / datchik-krutyashchego-momenta-t22 /) with an integrated system for measuring the angle of rotation and speed of rotation, the other end of the rotor of which is connected by means of a bellows clutch 26 to the output shaft 27 of the overrunning freewheel clutch 28 (similar to a bicycle clutch), and its input the shaft is connected to the output shaft of a non-reversible electric geared motor 29, for example, of the ACM602V36-01 type, the 60PLF15K-14S gearbox, the electrical inputs of which are connected to the corresponding outputs of the control unit 30, one of the inputs of the latter is connected to the output of the autonomous power source 31, and the other - to the electrical output of the torque sensor.

Подготовка устройства к работе и работа в режиме реанимации осуществляется поэтапно в следующей последовательности.Preparation of the device for operation and operation in resuscitation mode is carried out in stages in the following sequence.

На первом этапе подготовки включается подача электроэнергии от автономного источника питания 31 к блоку управления 30, а через него к датчику крутящего момента 25.At the first stage of preparation, the supply of electricity from the autonomous power source 31 to the control unit 30 is switched on, and through it to the torque sensor 25.

Пациент 2 (фиг. 1) размещается на платформе 1 таким образом, чтобы центр его грудной впадины 8 (грудины) находился в плоскости, проходящей через направляющие отверстия 14 и 15 на одинаковом расстоянии от них, и фиксируется на ней привязными ремнями (на фигуре не показаны). Накладки 4 и 5 размещаются на груди пациента в зоне грудной впадины и соединяются между собой с помощью застежки 3, а посредством пряжек 6 и 7, соответственно, с концами 12 и 13 ленты. При этом обгонная муфта выключена, так как отсутствует приводной крутящий момент, создаваемый мотор-редуктором, что позволяет шкиву свободно вращаться.Patient 2 (Fig. 1) is placed on platform 1 so that the center of his thoracic cavity 8 (sternum) is in a plane passing through the guide holes 14 and 15 at the same distance from them, and is fixed on it with safety belts (not shown). Pads 4 and 5 are placed on the patient's chest in the area of the chest cavity and are connected to each other using the fastener 3, and by means of buckles 6 and 7, respectively, with the ends 12 and 13 of the tape. In this case, the overrunning clutch is turned off, since there is no driving torque generated by the geared motor, which allows the pulley to rotate freely.

Используя выступающие из пряжек свободные части концов ленты, производится симметричная ручная предварительная подтяжка ленты (натяжение) до контакта грудных накладок с телом пациента, которые деформируются (изгибаются) на угол α, переходя из положения 1-1 в положение 1-11 (фиг. 2), а диаметральный паз 23 шкива занимает горизонтальное положение.Using the free parts of the tape ends protruding from the buckles, a symmetrical manual preliminary tightening of the tape (tension) is performed until the chest pads come in contact with the patient's body, which are deformed (bent) by an angle α, moving from position 1-1 to position 1-11 (Fig. 2 ), and the diametral groove 23 of the pulley takes a horizontal position.

По длине вытянутых из пряжек свободных концов ленты, с помощью цифровых меток на них, определяется длина окружности груди и полученное значение вводится с помощью клавиатуры в память контроллера устройства управления 30, в котором хранится управляющая программа, с помощью которой автоматически определяется величина перемещения концов ленты и рекомендуемая величина прогиба грудины 8 без повреждения ребер.By the length of the free ends of the tape pulled out from the buckles, with the help of digital marks on them, the circumference of the chest is determined and the obtained value is entered using the keyboard into the memory of the controller of the control device 30, which stores the control program, with which the amount of movement of the ends of the tape is automatically determined and the recommended amount of sternum deflection is 8 without damaging the ribs.

На втором этапе реализуется автоматический режим реанимации, состоящий из двух фаз - компрессии (сжатия) и декомпрессии (разжатия) грудной клетки, что равнозначно соответственно выдоху и вдоху.At the second stage, an automatic resuscitation mode is implemented, consisting of two phases - compression (compression) and decompression (unclenching) of the chest, which is equivalent to exhalation and inhalation, respectively.

Для реализации фазы компрессии подается электрическое питание на мотор-редуктор 29. Вращение его выходного вала вызывает включение обгонной муфты 28, обеспечивающей передачу крутящего момента от ее выходного вала посредством ротора датчика крутящего момента 25 выходному валу механизма циклического натяжения ленты со шкивом 20, вызывая его вращение, которое приводит к наматыванию концов ленты 12 и 13 на шкив, т.е. к их окончательной подтяжке до плотного прилегания к телу пациента, натяжению с усилием F₁, и к созданию в зоне контакта грудных накладок с грудиной пациента усилий F₂, а в зонах контакта концов ленты с участками грудной клетки с ребрами - распределенных сжимающих усилий q, вызывающих деформацию ребер, уменьшение длины окружности грудной клетки и прогиб грудины на величину δ. Сжатие грудной клетки продолжается до достижения заданной программой величины сигнала на выходе датчика 25 после чего отключается питание мотор-редуктора 29, его ротор останавливается. Отсутствие крутящего момента на выходном валу мотор-редуктора вызывает выключение обгонной муфты свободного хода 28, в результате чего обеспечивается свободное вращение выходного вала муфты с ротором датчика крутящего момента и выходным валом со шкивом механизма циклического натяжения ленты.To implement the compression phase, electric power is supplied to the gear motor 29. The rotation of its output shaft causes the overrunning clutch 28 to be switched on, which ensures the transmission of torque from its output shaft through the rotor of the torque sensor 25 to the output shaft of the cyclic belt tension mechanism with the pulley 20, causing it to rotate which leads to the winding of the ends of the belt 12 and 13 around the pulley, i. e. to their final tightening to a snug fit to the patient's body, tension with force F ₁ _{, and to the creation of forces F 2} in the contact zone of the chest pads with the patient's sternum, and in the zones of contact of the ends of the tape with sections of the chest with ribs - distributed compressive forces q, causing deformation of the ribs, a decrease in the circumference of the chest and deflection of the sternum by an amount δ. Compression of the chest continues until the programmed value of the signal at the output of the sensor 25 is reached, after which the power to the gear motor 29 is turned off, its rotor stops. The lack of torque on the output shaft of the geared motor causes the overrunning freewheel 28 to turn off, resulting in free rotation of the output shaft of the clutch with the torque sensor rotor and the output shaft with the pulley of the cyclic belt tension mechanism.

После отключения электрического питания мотор-редуктора начинается фаза декомпрессии (вдоха), протекающая следующим образом.After disconnecting the power supply to the geared motor, the decompression (inhalation) phase begins, which proceeds as follows.

За счет накопленной в пластинах грудных накладок и в ребрах грудной клетки при сжатии энергии упругих деформаций создаются приложенные к концам 12 и 13 ленты усилия F₃ (фиг. 3), вызывающие вращение шкива и сматывание с него концов ленты, что позволяет грудной клетке вернуться в исходное состояние, т.е. увеличить до первичной длины ее окружность. При этом сохраняется постоянный контакт концов ленты с телом пациента, способствующий сохранению достигнутого в процессе предварительной подтяжки положения грудных накладок.Due to the accumulated in the plates of the chest pads and in the ribs of the chest during compression of the energy of elastic deformations, forces F ₃ applied to the ends 12 and 13 of the tape (Fig. 3) are created, causing the pulley to rotate and winding the ends of the tape from it, which allows the chest to return to initial state, i.e. increase its circumference to the primary length. At the same time, a constant contact of the ends of the tape with the patient's body is maintained, which helps to maintain the position of the chest pads achieved during the preliminary tightening process.

С помощью пульта блока управления устанавливают необходимую частоту циклического нагружения грудной клетки, т.е. частоту следования вдоха и выдоха.With the help of the control unit, the required frequency of the cyclic loading of the chest is set, i.e. the frequency of inhalation and exhalation.

Диаметр D шкива 20, обеспечивающего натяжение концов ленты при их намотке на него, определяется с учетом следующих рекомендаций.The diameter D of the pulley 20, which provides the tension of the ends of the tape when they are wound on it, is determined taking into account the following recommendations.

Средняя длина окружности груди взрослого человека (мужчины) равна 870,0 мм (http://opnevmonii.ru/wp-content/uploads/2017/01/Рисунок 1.jpg) (Таблица измерений), а рекомендуемая глубина прогиба грудины при наружном (закрытом) массаже сердца должна составлять у взрослых 50,0…60,0 мм (http://okardio.com/ostalnoe/serdechno-legochnaya-reanimaciya-590.html).The average chest circumference of an adult (male) is 870.0 mm (http://opnevmonii.ru/wp-content/uploads/2017/01/Figure 1.jpg) (Measurement table), and the recommended depth of sternum deflection with external (closed) heart massage should be 50.0 ... 60.0 mm in adults (http://okardio.com/ostalnoe/serdechno-legochnaya-reanimaciya-590.html).

Расчеты показывают, что для обеспечения прогиба грудины δ=50 мм необходимо уменьшить длину окружности грудной клетки за счет сжатия на 154 мм, т.е. каждый конец ленты после подтяжки должен переместиться при намотке на шкив на 77 мм.Calculations show that to ensure the sternum deflection δ = 50 mm, it is necessary to reduce the chest circumference by 154 mm due to compression, i.e. each end of the tape after tightening should move 77 mm when winding on the pulley.

Учитывая вышеизложенное, длина полуокружности шкива π D / 2 диаметром D должна быть равна сумме перемещений каждой из концов ленты при окончательной подтяжке, (например, 30.0 мм), при сжатии груди (77,0 мм) и некоторого резервного перемещения (например, 20,0 мм),Considering the above, the length of the semicircle of the pulley π D / 2 with diameter D should be equal to the sum of the movements of each of the ends of the belt during the final tightening, (for example, 30.0 mm), when the chest is compressed (77.0 mm) and some reserve movement (for example, 20, 0 mm),

т.е. πD/2=30,0+77,0+20,0=127 мм,those. πD / 2 = 30.0 + 77.0 + 20.0 = 127 mm,

откуда D≈81 мм. Величины перемещения концов ленты при подтяжке и при сжатии грудной клетки определяются через угол поворота ротора датчика крутящего момента 25.whence D≈81 mm. The magnitudes of the movement of the ends of the tape when tightening and compressing the chest are determined through the angle of rotation of the rotor of the torque sensor 25.

Таким образом, для прогиба грудины на 50 мм шкив должен совершить половину оборота, т.е. повернуться на угол 180°, который контролируется датчиком крутящего момента.Thus, for a sternum deflection of 50 mm, the pulley must make half a turn, i.e. turn 180 °, which is monitored by the torque sensor.

Claims

An automatic device for external cardiac massage in cardiopulmonary resuscitation, containing a box-shaped platform for a patient, a tissue bandage of two interconnected chest pads with buckles for the ends of the tape with a key in the middle part for connection with a pulley on the output shaft of the cyclic tape tension mechanism in the form coaxially mounted with it a drive electric motor-reducer, a control unit and an autonomous source of electricity, characterized in that the pulley is connected to one of the ends of the rotor of the torque sensor, the chest pads of the band are reinforced with flexible elastic plates, the drive electric motor-reducer is non-reversible, electrical inputs it is connected to the outputs of the control unit, one of the inputs of the control unit is connected to the output of an autonomous power source, the other to the electrical output of the torque sensor, an overrunning clutch is coaxially installed between the gear motor and the rotor of the torque sensor. about the stroke, and the control unit is configured to set the frequency of inhalation and exhalation and the circumference of the patient's chest.