Способ электровоздействия на биологический объект в барокамере и устройство для его осуществления

 

Использование: медицина, в частности средства для регистрации биопотенциалов и электровоздействия на организм человека в условиях барокамер с кислородной атмосферой, преимущественно с повышенным давлением. Сущность: локализация зоны биоэлектродного воздействия, в которой расположены электроды и датчики, установленные на пациенте, находящемся в кислородной барокамере. Для этого область воздействия и расположения электродов накрывают газонепроницаемой оболочкой, в полость которой производят постоянный незначительный вдув газа, из числа входящих в дыхательные смеси, с малым содержанием кислорода или без него, включая, например, газ, вдыхаемый пациентом. В результате имеется возможность снизить концентрацию кислорода в зоне расположения электродов и электрических элементов до безопасного в пожарном отношении уровня. Устройство выполнено в виде трубчатого кожуха с торцевой уплотнительной манжетой, допускающей пропускание небольшого количества газа. Полость кожуха связана с источниками газа, например, выполненными в виде баллона или мундштука для выдоха, что обеспечивает постоянный ввод безопасного в пожарном отношении газа в зону расположения электродов. 2 с.и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицине, а точнее к средствам для регистрации биопотенциалов и биоэлектродным воздействия на организм человека в условиях барокамеры с кислородной атмосферой, преимущественно с повышенным давлением.

Известен ряд методов и средств повышения безопасности электрических измерений и воздействий в условиях барокамер с кислородной атмосферой, большинство из которых сводятся в основном к снижению электрических параметров до минимально допустимых пределов, а по наиболее взрывобезопасному варианту приборы располагают в отдельном герметичном отсеке, заполненном обычным воздухом (авт. св. и патент СССР N 293608, 331519, 1155245, кл. А 61 G 10/02).

Недостатком известных методов и средств является необходимость открытого применения электродов, находящихся под напряжением, в условиях кислородной атмосферы барокамеры, например, при наложении на тело пациента, и невозможность их полной герметизации в связи с этим.

В качестве прототипа предлагаемого способа могут быть рассмотрены, например, обычные способы регистрации и снятия электроэнцефалограмм, пульсограмм, ритмоспирограмм, осуществляемые в условиях барокамеры и заключающиеся в наложении на тело пациента открытых электродов и подачи на них электрического напряжения (авт.св. N 254026, кл. А 61 G 10/02, 1969).

В качестве прототипа устройства может быть рассмотрен биоэлектродный блок, содержащий электроды для снятия электроэнцефалограмм с токоподводящими проводами, располагаемые на теле пациента и соединенные с преобразователем, и средства крепления (авт.св. N 254026, кл. А 61 G 10/02, 1969).

Общим недостатком указанных методов и средств является недостаточная взрывобезопасность в условиях барокамер с кислородной атмосферой.

Целью данных изобретений является повышение взрыво- и пожаробезопасности в условиях барокамер с кислородной атмосферой и, кроме этого, применительно к устройству - повышение удобств эксплуатации.

В предложенном способе указанная цель достигается тем, что при его осуществлении над электродами располагают газонепроницаемую оболочку, перекрывающую по периметру зону их расположения на теле и в образованную полость производят постоянную подачу газовой среды, обедненной кислородом из состава газов, используемых для дыхательных смесей, при этом оболочку располагают на теле пациента с зазором для обеспечения выхода избытка газа. В качестве подаваемой в полость газовой смеси может быть использован выдыхаемый пациентом воздух.

Предложенное устройство для электровоздействия на биологический объект в барокамере дополнительно содержит газонепроницаемый кожух, в полости которого закреплен корпус с преобразователем и электродами, расположенными со стороны обращенного к пациенту открытого торца кожуха, при этом полость кожуха сообщена с источником подачи газовой среды, обедненной кислородом, а по периметру открытого торца кожуха расположена эластичная манжета, установленная с возможностью обеспечения выхода избытка газа, в манжете выполнены щелевидные прорези, расположенные по ее периметру со стороны поверхности, контактирующей с телом пациента, а кожух снабжен соединительным шлангом с мундштуком для обеспечения выдоха пациента в полость кожуха или баллоном со сжатым газом, закрепленным на кожухе с наружной стороны и сообщенным с его полость через дроссель. Кроме этого предусмотрено, что источник подачи газовой среды расположен вне барокамеры и посредством гибкого шланга, герметично проходящего через корпус барокамеры, соединен с полостью кожуха, при этом внутри шланга с зазором размещены токопроводящие элементы, а в полости кожуха дополнительно установлен датчик измерения концентрации кислорода.

Таким образом, основными особенностями предложенных способа и устройства электровоздействия на биологический объект является образование негерметичной полости, охватывающей область расположения открытых электродов, находящихся под напряжением, причем за счет постоянного вдува в эту область обедненного кислородом газа в ней создают атмосферу, отличную от кислородной атмосферы барокамеры.

Указанное позволяет избежать опасных ситуаций при возникновении случайных электрических пробоев и искр в условиях барокамеры, расширить диапазон рабочих напряжений, упростить конструкцию электронных приборов и контактных средств. В то же время незначительный объем поступающего в кожух газа не изменяет параметры атмосферы в барокамере, обеспечивая обычные условия для проведения сеансов баротерапии.

На фиг.1 изображен общий вид одного из вариантов устройства для электровоздействия на биологический объект в барокамере, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - второй и третий варианты устройства, поперечное сечение; на фиг.4 - четвертый вариант устройства, поперечное сечение с условным изображением элементов.

Устройство для электровоздействия на биологический объект предназначено для установки в барокамере (не показана) с кислородной атмосферой при избыточном по сравнению с атмосферным давлением, что резко повышает опасность при возможных замыканиях и разрядах даже низковольтной аппаратуры типа электрических датчиков, электронных преобразователей и других устройств с открытыми электродами и контактными элементами. Рассматриваемые варианты устройства для электровоздействия, например, датчик реографа, электрокардиографа, в общем виде содержат корпус (основание) 1, в котором установлен преобразователь 2, например, выполненный в виде микросхемы или простейшего распределителя напряжения на открытые электроды 3, контактирующие с телом пациента 4, а также токоподводящие выводы 5, подключенные к измерительному или иному прибору (не показан) с электрическим выходом. Устройство дополнительно содержит газонепроницаемый кожух с полостью 6, выполненный, например, с жесткой крышкой 7, к которой прикреплен корпус 1 преобразователя 2 и трубчатая сильфонная оболочка 8 из пластмассы, на противоположном, обращенном к пациенту, торце которой установлена эластичная манжета 9, например, из резины. Устройство может быть снабжено элементами крепления, например, матерчатым поясом 10 (показан условно), охватывающим пациента.

Для подачи газа в полость 6 кожуха в нем имеется входной патрубок 11, который, например, через управляемый редуктор (дроссель) 12 соединен с источником газа. При этом могут быть использованы различные источники газа, что и определяет особенности их подсоединения. В первом варианте (фиг.1) использован автономный источник газа, например, в виде баллона 13 углекислого газа (для сифонов), который закреплен на крышке 7 кожуха и через регулируемый дроссель 12 соединен отводом 14 с входным патрубком 11, причем отвод 14 может быть введен внутрь полости 6 кожуха и приближен к области расположения электродов 3. Помимо естественных минимальных зазоров между уплотнительной манжетой 9 и телом 4 пациента, в уплотнительной манжете могут быть выполнены небольшие сквозные щелевые каналы 15 (прорези) для истечения избыточного газа и выравнивания давления в полости 6 кожуха и в барокамере (фиг. 2). В другом варианте (фиг.3) предусмотрено, что в качестве обедненного кислородом газа может быть использован воздух, выдыхаемый пациентом, который через мундштук 16 и гибкий шланг 17 подается в полость 6 кожуха. При этом мундштук 16 может иметь сменный нагубник или подключен к дыхательной маске (не показаны).

В третьем варианте (фиг.3) предусмотрено, что газ с малым содержанием кислорода, например обычный воздух, подают от внешнего источника барокамеры типа компрессора (не показан) через шланг 18.

Шланг 18 может содержать гермоввод 19, установленный в стенке 20 барокамеры. Особенностью шланга 18 является наличие в нем свободно с зазором расположенных в нем токоподводящих проводников 5 (проводов), герметично выведенных из него за пределами барокамеры. При этом наличие в шланге 18 проводников 5 не должно препятствовать выполнению им своих основных функций, связанных с подачей воздуха к электродам 3, что и обеспечивается величиной зазора.

Для установки электродов на руки и ноги пациента кожух может быть образован трубчатой эластичной оболочкой 8 с двумя торцевыми эластичными манжетами 9 или выполнен по типу рукавицы (показана условно). Обедненный кислородом воздух или иной газ подают в кожух аналогично другим вариантам через гибкий шланг 21, а электроды 3 могут быть установлены на браслете 22 с токовводом 23 (типа ремешка для часов, фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

До начала баросеанса производят подготовку барокамеры и соответствующей медицинской аппаратуры к работе. Пациент располагается на подвижной платформе барокамеры и на нем устанавливают и закрепляют соответствующие биоэлектродные блоки: например, датчика ЭКГ с открытыми контактными электродами 3, подключенными к основному прибору вне барокамеры. Так, в варианте 1 электродный блок с корпусом 1, оболочкой 8, крышкой 7, на которой закреплен баллончик 13 с газом, устанавливают на грудной части тела 4 пациента, фиксируя его дополнительно поясом 10. При этом электроды 3 контактируют с телом 4 пациента за счет массы блока и баллончика 13, а также, за счет легкого прижатия поясом 10, например, с эластичными элементами в нем. Контроль за прижатием электродов может производиться аппаратурно при настройке прибора. Зазоры между манжетой 9 и телом 3 пациента образуются автоматически за счет микронеровностей и волосяного покрова, а также, за счет выполнения каналов 15 в манжете 9. Непосредственно перед началом сеанса открывают дроссель 12 и через микроотверстие в нем газ из баллона 13 начинает с минимальным расходом, определенным размерами канала дросселя 12 и давлением в баллончике 13, поступать в полость 6 кожуха, создавая в нем смешанную среду и вытесняя ранее находившийся в нем воздух через каналы 15. После включения дросселя 12 платформу с пациентом вдвигают в барокамеру и начинают сеанс, подавая в нее кислород.

В процессе всего сеанса газ из баллончика 13 поступает в полость 6 кожуха поддерживая в нем собственную атмосферу, отличную от атмосферы в барокамере и создавая как бы воздушную подушку в ней. По мере работы давление в баллончике 13 падает и расход уменьшается, с чем связана общая продолжительность работы электродного блока под напряжением, которая определяется заранее. Избыточный газ, истекая через каналы 15 из полости 6 в барокамеру, практически не оказывает влияния на ее кислородную атмосферу из-за малого объема истечения, который меньше общего объема дыхания пациента. Таким образом, не влияя на общую атмосферу в барокамере, появляется возможность создания собственной атмосферы воздуха, углекислого газа, азота и так далее в полости 6 нахождения электродов 3. Тем самым исключается возможность загорания при возможных замыканиях или искрениях в электрических цепях преобразователя 2 и электродов 3.

В других вариантах (фиг.3) газ в полость 6 кожуха подается от внешнего источника или за счет выдоха пациента. И в этих случаях атмосфера газовой среды в полости 6 оказывается отличной от атмосферы кислорода в барокамере, что влияет на безопасность размещения электродов 3. При этом в варианте с внешним источником газа безопасность повышается и в отношении всей проводной системы, которая будучи расположенной в шланге для подачи газа целиком оказывается изолированной от окружающей кислородной среды. Такая двойная изоляция гибких проводников исключает воз- никновение пожарной ситуации при изломах и других нарушениях их изоляции.

В четвертом варианте кожух выполнен в виде трубчатой оболочки или рукавицы, а принцип его работы остается без изменений, электроды также оказываются изолированными от окружающей их кислородной среды в барокамере.

Таким образом, способ, реализуемый с помощью вышеназванного устройства, может быть характеризован следующей совокупностью действий: наложением на тело открытых электродов, связанных с электрическим прибором; расположением газонепроницаемого кожуха с выходными микроотвеpстиями между телом пациента и оболочкой кожуха, внутри которого расположены электроды; вдув газа в полость кожуха с незначительным содержанием кислорода, не превышающего состава нормальной атмосферы воздуха; регулирования расхода вдуваемого газа, не превышая объема дыхания; возможность использования для вдува газа, выдыхаемого самим пациентом и обедненного кислородом.

Характерной особенностью вдува является при этом то, что давление газа в полости 6 кожуха практически равно давлению в барокамере, что связано с наличием каналов 15, а также возможным приподниманием оболочки 8 под действием внутреннего давления. Постоянство вдува связано с поддержанием постоянной нейтральной атмосферы в полости 6 в процессе подачи напряжения на электроды 3.

Ограничения, связанные с объемом вдува, определены тем, что состав атмосферы барокамеры не должен изменяться по сравнению с обычным режимом и ограничен максимальными параметрами дыхания пациента. Следует также отметить, что введение в полость 6 обедненного кислородом газа в любом случае приводит к снижению его концентрации по сравнению с кислородной атмосферой барокамеры.

В заключении следует отметить возрастающую роль оксигенобаротерапии для лечения ряда заболеваний и необходимость всемерного повышения безопасности применения электрических и электронных приборов в барокамерах с кислородной атмосферой, повышения степени их безопасности.

Формула изобретения

СПОСОБ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ В БАРОКАМЕРЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ электровоздействия на биологический объект в барокамере, заключающийся в закреплении электродов на теле пациента и подачи на них электрического напряжения, отличающийся тем, что над электродами располагают газонепроницаемую оболочку, перекрывающую по периметру зону их расположения на теле, и в образованную полость производят постоянную подачу газовой среды, обедненной кислородом, из состава газов, используемых для дыхательных смесей, при этом оболочку располагают на теле пациента с зазором для обеспечения выхода избытка газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве подаваемой в полость газовой смеси используют выдыхаемый пациентом воздух.

3. Устройство для электровоздействия на биологический объект в барокамере, содержащее электроды с токоподводящими проводами, располагаемые на теле пациента и соединенные с преобразователем, и средства крепления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит газонепроницаемый кожух, в полости которого закреплен корпус с преобразователем и электродами, расположенными со стороны обращенного к пациенту открытого торца кожуха, при этом полость кожуха сообщена с источником подачи газовой среды, обедненной кислородом, и по периметру открытого торца кожуха расположена эластичная манжета, установленная с возможностью обеспечения выхода избытка газа.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в манжете выполнены щелевидные прорези, расположенные по ее периметру со стороны поверхности, контактирующей с телом пациента.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что кожух снабжен соединительным шлангом с мундштуком для обеспечения выдоха пациента в полость кожуха.

6. Устройство по п.3 отличающееся тем, что оно снабжено баллоном со сжатым газом, закрепленным на кожухе с наружной стороны и сообщенным с его полостью через дроссель.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что источник подачи газовой среды расположен вне барокамеры и посредством гибкого шланга, герметично проходящего через корпус барокамеры, соединен с полостью кожуха, при этом внутри шланга с зазором размещены токопроводящие элементы.

8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в полости кожуха дополнительно установлен датчик измерения концентрации кислорода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4