ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

устройство для моделирования условий невесомости

Классы МПК:B64G7/00 Имитация космических условий, например для установления условий жизнеобеспечения
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Институт медико-биологических проблем Министерства здравоохранения РФ (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
1993-10-25
публикация патента:

Использование: в медицинской технике, а именно, в устройствах для имитации физиологических эффектов воздействия невесомости. Сущность изобретения: устройство содержит кабину 5, крышку 1, ложемент 2, выполненный в виде горизонтального основания, установленный с возможностью поворота и вращения вокруг продольной оси тела обследуемого в горизонтальном, антиортостатическом до - 10o и ортостатическом положениях, элементы крепления тела обследуемого на ложементе 2, информационный коллектор 9 с контактными кольцами, технический коллектор 7 с подъемником, электропривод 6, блок управления, и снабжено поворотной рамой 4. Ложемент 2 шарнирно соединен с возможностью вертикального подъема до + 70o с поворотной рамой 4, жестко присоединенной к задней стенке кабины 5, передняя стенка которой соединена с контактными кольцами информационного коллектора 9, и снабжена, подвижно установленным в ее центре дугообразным подголовником 10, емкостью для сбора рвотных масс, установленной с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, площадкой с поворотным механизмом 12, закрепленной на нижней части кабины 5, и барабаном 13, выполненным с черно-белыми полосами, и установленным на площадке с возможностью перемещения оси барабана от горизонтального до вертикального положения и вращения вправо, влево, вверх, вниз и по диагонали. Кроме того, устройство снабжено двумя фиксирующими замками, установленными в нижней части горизонтального основания и дополнительным электроприводом барабана, ложемент 2 выполнено длиной до 2 м, а на боковых стенках кабины 5 выполнены окна со съемными крышками. 4 з.п.ф-лы. 3 ил., 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2072955

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для имитации физиологических эффектов воздействия невесомости.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при отборе космонавтов, летчиков, акванавтов для выявления полиэффекторных реакций организма (вестибуло-вегетативных, вестибулосенсорных, оптовестибулярных и ликворогемодинамических).

Изобретение также может быть использовано при профессиональных тренировках космонавтов для повышения устойчивости организма к воздействию невесомости, в частности к адаптационному синдрому невесомости.

Кроме того, изобретение может быть использовано для лиц, деятельность которых связана с воздействием разнонаправленных ускорений, а именно у космонавтов, летчиков, спортсменов, моряков, монтажников-высотников и т.д. для повышения устойчивости организма человека к болезни движения.

Изобретение также может быть использовано для оценки эффективности средств профилактики и купирования различных форм болезни движения таких как космической, морской, воздушной, а также при передвижении в различных транспортных средствах.

В настоящее время количество людей, подверженных болезни движения и другим проявлениям неблагоприятных реакций организма, связанных с воздействием разнонаправленных ускорений, достигает больших цифр и имеет тенденцию к росту как в России, так и во многих странах мира.

Актуальность моделирования условий невесомости определяется как количеством людей, нуждающихся в профессиональном отборе, тренировках, профилактике и купировании болезни движения, так и несовершенством имеющихся средств моделирования.

Известно устройство для моделирования условий невесомости (Aerospace Medicine, 1966, v.37, N 2, p.144 154), содержащее ложемент, установленный на поворотном основании с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, элементы фиксации тела человека, гидравлический привод, блок управления.

Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для вращения человека вокруг продольной оси тела только в горизонтальной плоскости, в связи с чем процесс моделирования невесомости ограничен, т.к. отсутствует возможность перевода обследуемого в антиортостатическое и ортостатическое положения и не имитируется комплексная оптовестибулярная стимуляция и гемодинамические сдвиги, характерные для невесомости, что снижает эффективность работы устройства.

Кроме того, в известном устройстве обследуемый жестко фиксируется, включая и руки, что неудобно при проведении исследований. Не решен вопрос в известном устройстве и с удалением рвотных масс.

Таким образом, все указанные выше недостатки известного устройства при его использовании могут привести к неэффективности профессионального отбора специалистов, снижению положительного эффекта тренировок, снижению качества оценки средств профилактики и купирования болезни движения.

Известно также другое устройство для моделирования условий невесомости (Acta Orolaryngology, 1974, v.78, N 5 и 6, p.385 390), содержащее ложемент, установленный на поворотном основании с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, элементы фиксации тела человека, электропривод, блок управления.

Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для вращения человека вокруг продольной оси тела только в горизонтальной плоскости, в связи с чем область использования этого устройства ограничена, т.к. направлена на исследование и тренировку вестибуло-сенсорных и вестибуло-вегетативных рефлексов и не решен вопрос о моделированной оптовестибулярной стимуляции и гемодинамических сдвигов, характерных для невесомости, что также может привести к неэффективности профессионального отбора специалистов, снижению положительного эффекта тренировок, снижению качества оценки средств профилактики и купирования болезни движения.

Кроме того, известное устройство неудобно при использовании, в связи с жесткой фиксацией тела обследуемого, включая и руки, и дискомфортно, т.к. отсутствует возможность удаления рвотных масс.

Известно другое наиболее близкое к предлагаемому техническому решению устройство для моделирования условий невесомости (Aviation, space and environmental Medicine, August, 1976, vol.47, N 68, p.893), содержащее кабину, крышку, ложемент, выполненный в виде горизонтального основания, установленный с возможностью поворота и вращения вокруг продольной оси тела обследуемого в горизонтальном, антиортостатическом до 10o и ортостатическом + 10o положениях, элементы крепления тела обследуемого на ложементе, информационный коллектор с контактными кольцами, технический коллектор с подъемником, электропривод, блок управления. Ложемент выполнен длиной до 134 см.

Недостатком этого устройства является то, что при его использовании отсутствует воспроизведение оптокинетической и комплексной оптовестибулярной стимуляции, имеющей место в условиях реальной невесомости при выполнении операторами визуальных наблюдений, а также наблюдается ограничение ортостатического положения до + 10o, в связи с чем невозможно провести определение ортостатической устойчивости человека в модельных условиях, что может привести к неэффективности профессионального отбора специалистов, снижениям положительного эффекта тренировок и качества оценки средств профилактики и купирования болезни движения.

Кроме того, недостатком известного устройства является еще то, что ложемент имеет ограниченную длину до 134 см и обследуемый в нем занимает неудобную позу (нефизиологическую) с согнутыми в коленях ногами, причем величина угла сгибания ног зависит от роста обследуемого, что не только затрудняет проведение длительных исследований, но неудобно и дискомфортно.

Необходимо отметить, что при использовании устройства-прототипа рвотные массы также не удаляются.

Изобретение направлено на приближение условий имитации к натурным, на расширение функциональных возможностей устройства, на удобство и комфортность при использовании.

В основу изобретения положена задача создания устройства для моделирования условий невесомости, в котором ложемент имел бы конструкцию одновременного воспроизведения как оптовестибулярной стимуляции организма человека на фоне перемещения жидких сред организма в верхнюю часть тела, так и возможностью воспроизведения такого ортостатического положения, которое позволило бы определить устойчивость организма человека к ортостазу при моделируемых условиях.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для моделирования условий невесомости, содержащем кабину, крышку, ложемент, выполненный в виде горизонтального основания, установленного с возможностью поворота и вращения вокруг продольной оси тела обследуемого в горизонтальном, антиортостатическом до 10o и ортостатическом положениях, с элементами крепления тела обследуемого на ложементе, информационным коллектором с контактными кольцами, техническим коллектором с подъемником, электроприводом, блоком управления, согласно изобретению оно снабжено поворотной рамой, а ложемент шарнирно соединен с возможностью вертикального подъема до + 70o с поворотной рамой, жестко присоединенной к задней стенке кабины, передняя стенка которой соединена с контактными кольцами информационного коллектора, и снабжена подвижно установленным в ее центре дугообразным подголовником, емкостью для сбора рвотных масс, установленной с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, площадкой с поворотным механизмом, закрепленной на нижней части кабины, и барабаном, выполненным с черно-белыми полосами и установленным на площадке с возможностью перемещения оси барабана от горизонтального до вертикального положений и вращения вправо, влево, вверх, вниз и по диагонали.

Кроме того, ложемент в устройстве выполнен длиной до 2 м, и в ножной части горизонтального основания установлены два фиксирующих замка, а на боковых стенках кабины выполнены окна со съемными крышками, а барабан содержит дополнительный электропривод.

Таким образом, в заявленном техническом решении предложена новая совокупность существенных признаков.

Все предложенные признаки существенны, т.к. влияют на достигаемый технический результат, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом. Так, например, примененная поворотная рама обеспечивает вращение ложемента с обследуемым вокруг продольной оси тела, что вызывает постоянно меняющуюся вестибулярную стимуляцию, что позволяет приблизить условия имитации физиологических эффектов невесомости к натурным, а предложенная конструкция ложемента, содержащая горизонтальное основание с возможностью вертикального подъема до 170o, шарнирно закрепленное на поворотной раме, позволяет переводить устройство из антиортостатической позиции в ортостаз до + 70o, в связи с чем появилась возможность более эффективно исследовать ортостатическую устойчивость при моделировании физиологических эффектов невесомости, т.к. только подъем обследуемого до + 70o позволяет определить многопрофильные реакции организма человека к воздействию ортостаза.

Благодаря тому, что ложемент содержит такую кабину, в которой появилась возможность разместить не только голову и плечевой пояс обследуемого, но и дополнительную исследовательскую аппаратуру, и тем самым расширить функциональные возможности предлагаемого устройства при моделировании невесомости.

Отсутствие жесткой фиксации рук у обследуемых позволяет ему в кабине выполнять различные медико-биологические и психофизиологические исследования, а также подбирать освещенность, температурный режим по своему усмотрению, что удобно и комфортно.

Кроме того, в связи с тем, что задняя стенка кабины жестко прикреплена к раме, обеспечено вращение кабины совместно с горизонтальным основанием вокруг продольной оси тела обследуемого.

Необходимо отметить, что в центре передней стенки кабины расположен подвижный дугообразный подголовник для размещения головы обследуемого, что создает удобство и комфортность при его использовании, т.к. при исследовании не будет болтаться голова обследуемого, а подвижность его предусматривает индивидуальный подбор высоты подголовника по размеру головы, что также удобно.

Благодаря тому, что справа от подголовника установлена емкость для сбора рвотных масс с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, решен вопрос их удаления с возможностью ее подведения ко рту обследуемого в любом положении при исследовании.

В связи с тем, что в конструкции устройства предусмотрено закрепление на нижней стенка кабины площадки с поворотным механизмом с установленным на нее барабаном с черно-белыми полосами с возможностью перемещения оси барабана от горизонта до вертикали и вращением вправо, влево, вверх, вниз и по диагонали, впервые появилась возможность проводить оптокинетическую стимуляцию с выявлением инверсии вертикального нистагма, что приближает условия имитации к натурным, т. к. исследования оптовестибулярных реакций, характерных для реальных воздействий ускорений в сочетании с разнонаправленной оптокинетической стимуляцией расширяет функциональные возможности устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает воспроизведение физиологических эффектов воздействия невесомости, приближенных к реальным моделям любой формы болезни движения и модели космического адаптационного синдрома.

В предпочтительном варианте в устройстве ложемент выполнен длиною до 2 м. Такой вариант выполнения позволяет обследуемому принимать физиологическую позу в ложементе, что дает возможность проводить по мере надобности длительные многочасовые тренировки и исследования.

Целесообразно, чтобы устройство в ножной части горизонтального основания содержало два фиксирующих замка, которые фиксируют положение горизонтального основания в ортостазе + 70o после перевода его из антиортостаза, что обеспечивает исследование ортостатической устойчивости человека более продолжительное время, например до 20 мин и более, если это необходимо по ходу исследования.

Весьма разумно, что на боковых стенках кабины выполнены окна со съемными крышками. Предусмотрение в устройстве окон позволяет проверить наложение датчиков у обследуемых, проводить наладку аппаратуры в кабине, что также удобно при проведении исследований.

Кроме того, в устройстве барабан содержит дополнительный электропривод, за счет чего он вращается.

Применение устройства позволяет получить возможность воспроизведения вестибулярной, оптокинетической и комплексной оптовестибулярной стимуляции человека, сочетающейся с воздействием перемещения жидких сред организма в верхнюю часть тела, обеспечить повышение устойчивости человека к развитию болезни движения, в том числе к иллюзиям и дезориентации при проведении визуальных наблюдений и движениях головой, а также обеспечить определение ортостатической устойчивости человека при имитации физиологических эффектов воздействия невесомости, расширить получение медико-биологической информации в предлагаемых условиях, повысить эффективность отбора операторов, их подготовки и оценки средств профилактики и купирования болезни движения.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 общий вид устройства с обследуемым.

Устройство имеет крышку 1, ложемент 2, выполненный длиною до 2 м, который содержит горизонтальное основание 3 фиг.3, шарнирно закрепленное на поворотной раме 4 с возможностью подъема до + 70o, и кабину 5, жестко соединенную с поворотной рамой 4. Поворотная рама 4 соединена с электроприводом 6 через технический коллектор 7. Электропривод 6 соединен с подъемником 8. Кабина 5 соединена с информационным коллектором 9. Передняя стенка кабины 5 в центре имеет подвижный подголовник 10 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а справа от подголовника 10 расположена емкость 11 с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, снабженная электроотсосом (не показан). Передняя стенка кабины 5 содержит микрофон с регулятором громкости, два вентилятора с регуляторами и два осветительных плафона с регулятором (не показаны). На нижней стенке кабины 5 закреплена площадка с поворотным механизмом 12, снабженная барабаном с черно-белыми полосами 13, который содержит дополнительный электропривод 14 с возможностью перемещения оси барабана 13 от горизонта до вертикали и вращения вправо, влево, вверх, вниз и по диагонали. Кабина 5 выполнена в виде четырехугольной обтекаемой формы из металла, но может быть и другой конструкции, но выполняющей аналогичную функцию. На нижней стенке кабины 5 установлен "видеокон" (не показан). В ножной части горизонтального основания 3 фиг.3 установлены два фиксирующих замка (не показаны). На боковых стенках кабины 5 расположены окна 15 со съемными крышками 16. Устройство установлено на стойках 17 на параллельных брусьях 18 и имеет блок управления (не показан).

Площадка с поворотным механизмом 12 выполнена из алюминия, прямоугольной формы, но может быть выполнена из любого металла, не подвергающегося коррозии, или пластмассы, не содержащей вредных примесей, и иметь любую форму.

Поворотный механизм содержит две взаимно скользящие плоскости с пружинно-шариковым стопором, но может иметь и любую другую конструкцию, выполняющую аналогичную функцию.

Емкость 11 для сбора рвотных масс выполнена из пластмассы в виде туба объемом до 2 л и содержит электроотсос, но может быть выполнена и из металла, не поддающегося коррозии, и иметь любую форму.

Устройство работает следующим образом.

Снимают крышку 1 ложемента 2 и съемные крышки 16. Ось барабана 13 устанавливают в кабине 5 на площадке с поворотным механизмом 12 в диапазоне от 0 до 90o. На блоке управления (не показан) проводят набор тумблеров, задают скорость вращения ложемента 2 вокруг продольной оси тела обследуемого в диапазоне от 0 до 45 об./мин, направление вращения по часовой или против часовой стрелки, время вращения от 0 до 360 мин, устанавливают скорость вращения барабана 13 в диапазоне от 0 до 45 об./с, направление вращения - вправо или влево, вверх или вниз, или по диагонали, время вращения от 0 до 30 мин. Подключают электропривод 6 через блок управления (не показан) к электросети. Обследуемому накладывают датчики для регистрации физиологических показателей по программе медконтроля и исследований (например, ЭКГ, ЭОГ, АД и т.д.). Помещают обследуемого в ложемент 2 в положении на животе при размещении лба в подголовнике 10 кабины 5. Индивидуально устанавливают высоту подголовника 10 в зависимости от размера головы обследуемого. Систему датчиков подключают к информационному коллектору 9. Далее обследуемого закрепляют системой фиксации рук. Проверяют надежность наложенных датчиков для регистрации физиологических показателей через окна 15 кабины 5. Подключают переговорное устройство через блок управления, устанавливают громкость связи. Подключают телевизионную систему, проверяют четкость изображения лица, шеи и плечевого пояса обследуемого. Подъемником 8 перемещают горизонтальное основание Э фиг.3 в вертикальной плоскости вверх от 0 до 10o, при этом кабину 5 соответственно опускают в вертикальной плоскости, создают антиортостатическое положение обследуемого. Закрывают крышкой 1 ложемент 2 и съемными крышками 3.

Обследуемый в кабине 5 устанавливает регулятором необходимую освещенность для проведения исследований и включает вентиляторы.

Запускают электропривод через блок управления, который приводит ложемент 2 с поворотной рамой 4 во вращение вокруг продольной оси тела обследуемого и через технический коллектор 7 отслеживают скорость и направление вращения ложемента 2 и, сохраняя постоянное антиортостатическое положение его, моделируют космический адаптационный синдром путем непрерывно меняющейся вестибулярной стимуляции и перераспределения жидких сред организма в краниальном направлении.

Далее в диапазоне от 5 до 15 мин вращения ложемента 2 запускают дополнительный электропривод 14, приводят барабан 13 во вращение, и обследуемый отслеживает глазами движение черно-белых полос.

Таким образом вызывает раздражение зрительно-вестибулярных рецепторов и осуществляют комплексную оптовестибулярную стимуляцию в течение 1 30 мин, характерную для реальной невесомости, на фоне антиортостатического воздействия. Затем дополнительный электропривод 14 отключают согласно заданной программе исследований, прекращают вращение барабана 13, а ложемент 2 продолжают вращать, сохраняя постоянное антиортостатическое положение обследуемого и воздействие вестибулярной стимуляции.

Повторяют оптовестибулярную стимуляцию с интервалом в 15 30 мин. Во время воздействия проводят медицинский контроль, регистрируют физиологические показатели через информационный коллектор 9, осуществляют двухстороннюю радиосвязь и теленаблюдение.

Обследуемый может менять положение оси барабана 13 с помощью поворотного механизма 12 в диапазоне от 0 до 90o, осуществлять смену направления вращения барабана 13 для расширения объема физиологической информации при исследовании.

При появлении рвоты обследуемый подводит ко рту емкость 11, подвижно закрепленную в кабине 5, при этом включает электроотсос, и рвотные массы поступают в емкость 11.

При завершении исследований ложемент 2 останавливают, снимают крышку 1 ложемента и определяют ортостатическую устойчивость обследуемого следующим образом: поднимают горизонтальное основание 3 с помощью шарнира 19 в ортостатическую позицию до + 70o, закрепляют его в этой позиции фиксирующими замками (не показаны) и регистрируют физиологические показатели. Через 5 20 мин, в зависимости от состояния обследуемого, открывают замки, переводят горизонтальное основание 3 фиг.3 в исходную позицию, а с помощью подъемника 8 переводят ложемент 2 в горизонтальное положение и снимают съемные крышки 16 для проведения регистрации физиологических показателей в периоде восстановления.

Отключают блок управления от электросети, снимают датчики и систему фиксации, удаляют обследуемого из ложемента 2.

Профессиональные тренировки операторов проведены в условиях моделирования космического адаптационного синдрома в течение 2 ч на 6 мужчинах-добровольцах в возрасте от 30 до 47 лет, прошедших клинико-физиологическое обследование и признанных врачебно-экспертной комиссией здоровыми. Все физиологические показатели соответствовали норме для данного контингента людей.

Пример из протокола N 3.

Оператор Б-Н 35 лет. Перед началом тренировки провели подготовку устройства. Сняли крышку ложемента и крышки окон кабины, в кабине установили горизонтально ось барабана на площадке с поворотным механизмом. На блоке управления с программным устройством набрали тумблеры и задали скорость вращения ложемента 24 об./мин, время вращения 120 мин, скорость вращения барабана 30 об./с, направление вращения вверх, время вращения 1 мин.

Провели инструктаж оператора. Наложили датчики для регистрации ЭКГ по НЭБ"у, электроокулограммы (ЭОГ) в вертикальном и горизонтальном отведениях для регистрации нистагма, артериального давления (АД) по Короткову.

Оператора уложили в горизонтальное основание ложемента в положении на животе, разместили плечевой пояс и голову в кабине, подобрали удобную для него высоту подголовника. Систему датчиков через информационный коллектор соединили с регистрирующей аппаратурой (полиграф фирмы Галилео, РА-8А и биофизиограф фирмы Саней). Закрепили оператора системой фиксации в соответствии с его ростом (176 см), объемом груди (98) и шириной бедер (79 см). Ложемент закрыли крышкой. Через блок управления подключили электропривод к электросети 220 В и в переговорное устройство, отрегулировав громкость радиообмена. Окна кабины закрыли крышками. Оператор в кабине отрегулировал комфортную освещенность и включил систему вентиляции. Установили теленаблюдение.

Горизонтальное основание подъемником переместили в вертикальной плоскости вверх на + 10o и опустили кабину вниз соответственно на 10o, создав антиортостатическое положение оператору и зарегистрировав физиологические показатели в условиях антиортостаза, отклонений от нормы не выявили.

Приступили к профессиональной тренировке. Для этого включили электропривод и начали вращать ложемент вокруг продольной оси тела оператора по часовой стрелке со скоростью 24 об./мин при постоянном антиортостатическом положении 10o. При этом осуществляли воздействие на организм человека вестибулярной стимуляции и вызывали гемодинамические сдвиги, характерные для реальной невесомости.

Оператор отметил появление заложенности носа и ощущение "болтанки" головы и туловища.

На 5-й минуте вращения подключили дополнительный электропривод, вращающий барабан. Оператор отслеживал движение черно-белых полос в течение 1 мин. Таким образом осуществили комплексную оптовестибулярную стимуляцию. Сняли физиологические показатели: ЧСС 92 уд./мин, амплитуда вестибулоокулярного рефлекса 98o, вестибуловегетативные реакции "0" баллов, вестибуло-сенсорные и гемодинамические 0,5 балла, АД 115/75 мм рт.ст. Оптовестибулярную стимуляцию на фоне антиортостатического положения повторяли с интервалом в 30 мин.

Отметили стабилизацию вестибулоокулярного рефлекса, но к 60-й минуте воздействия амплитуда его снизилась до 73o. Впервые зарегистрировали инверсию оптокинетического нистагма, характерную для реальной невесомости.

На 65-й минуте вращения оператора внезапно появились позывы к рвоте. Оператор подвел ко рту емкость, автоматически включился электроотсос, рвотные массы поступили в емкость. При медконтроле отметили: вегетативные реакции 15 баллов, сенсорные реакции 0,5 балла (ощущение болтания головы), гемодинамические сдвиги 1 балл (умеренная отечность лица, заложенность носа), ЧСС по ЭКГ 48 уд./мин.

В конце тренировки у оператора отмечено снижение вегетативных реакций до 2 баллов, сенсорные и гемодинамические реакции составили 0,5 балла, сохранение инверсии оптокинетического нистагма, при этом амплитуда вестибулоокулярного рефлекса составила 71o.

На 120-й минуте ложемент автоматически остановился. Сняли крышку ложемента и через 20 с перевели оператора в ортостатическую позицию + 70o, закрепив горизонтальное основание двумя фиксирующими замками в этой позиции. В течение 20 мин в условиях ортостаза регистрировали реакции оператора на воздействие. Оператор сообщил о легком головокружении, отмечена небольшая потливость, побледнение лица, при этом ЧСС по ЭКГ 120 уд./мин, АД 110/90 мм рт.ст.

Переносимость ортостатического воздействия удовлетворительная. Профессиональная тренировка закончена. Открыли замки горизонтального основания, переводя его в исходную позицию. Подъемником перевели ложемент в горизонтальное положение, для чего подняли кабину на + 10o и соответственно опустили на 10o горизонтальное основание. Открыли окна кабины. Самочувствие оператора удовлетворительное. Вегетативные, сенсорные реакции составили "0" баллов, ЧСС 68 уд./мин, АД 115/70 мм рт.ст. инверсия вертикального оптокинетического нистагма исчезла. Отключили электропривод и блок управления от электросети. Удалили оператора из ложемента, предварительно сняв датчики и систему фиксации. Отмечен четкий тренировочный эффект к моделируемым условиям.

Преимущества предлагаемого устройства при моделировании космического адаптационного синдрома по сравнению с прототипом представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, выраженность вегетативных реакций при использовании предлагаемого технического решения по сравнению с известным достоверно возросла почти в 2 раза, за счет приближения условий имитации к натурным, что повышает эффективность работы устройства и моделирования условий невесомости, т. к. более высокий показатель реакции характерен для выраженного космического адаптационного синдрома.

Гемодинамические реакции, характерные для невесомости, при использовании предлагаемого устройства также достоверно возросли более, чем в 2 раза по сравнению с прототипом, что также приближает моделирование условий невесомости к реальным и расширяет функциональные возможности устройства.

Сокращение времени переносимости воздействия при одновременном возрастании выраженности проявлений болезни движения также достоверно более, чем в 2 раза по сравнению с прототипом, что показывает высокую эффективность работы предлагаемого устройства при имитации невесомости.

Необходимо отметить, что выраженность сенсорных реакций по сравнению с прототипом достоверно не изменилась в связи с тем, что в предлагаемом техническом решении, как и в прототипе, имела место одинаковая стимуляция отолитовых рецепторов за счет вращения оператора вокруг продольной оси тела.

Как видно из данных таблицы, данные вестибулоокулярного рефлекса более выражены при использовании предлагаемого устройства по сравнению с известным за счет применения дополнительной оптовестибулярной стимуляции, что приближает условия имитации к натурным.

Кроме того, в связи с тем, что при использовании предлагаемого устройства проводится дополнительная оптовестибулярная стимуляция впервые появилась возможность выявить у 5 из 6 операторов инверсию вертикального оптокинетического нистагма, характерную для невесомости, что позволило расширить объем получаемой физиологической информации и повысить эффективность имитации условий невесомости.

Таким образом, воспроизведение предлагаемым устройством физиологических эффектов воздействия невесомости позволяет обеспечить эффективность отбора и тренировок космонавтов, летчиков и др. а также повысить качество оценки средств профилактики и купирования различных форм болезни движения.

Устройство для моделирования условий невесомости согласно изобретению может быть использовано для одновременного воспроизведения оптокинетической, вестибулярной и оптовестибулярной стимуляции организма человека на фоне перемещения жидких сред организма в верхнюю часть тела, включая возможность определения устойчивости организма человека к ортостазу, в связи с чем оно может найти применение:

при профессиональном отборе космонавтов, летчиков, акванавтов;

при профессиональных тренировках космонавтов, летчиков;

для повышения устойчивости организма человека к болезни движения у лиц, деятельность которых связана с воздействием разнонаправленных ускорений (космонавты, летчики, спортсмены, моряки, монтажники-высотники, артисты цирка и т.д.);

для оценки эффективности средств профилактики и купирования различных форм болезни движения (космической, морской, воздушной и др.).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для моделирования условий невесомости, содержащее кабину, крышку, ложемент, выполненный в виде горизонтального основания и установленный с возможностью поворота и вращения вокруг продольной оси тела обследуемого в горизонтальном, антиортостатическом до -10o и ортостатическом положениях, элементы крепления тела обследуемого на ложементе, информационный коллектор с контактными кольцами, технический коллектор с подъемником, электропривод, блок управления, отличающееся тем что оно снабжено поворотной рамой, а ложемент шарнирно соединен с возможностью вертикального подъема до +70o с поворотной рамой, жестко присоединенной к задней стенке кабины, передняя стенка которой соединена с контактными кольцами информационного коллектора и снабжена подвижно установленным в ее центре дугообразным подголовником, емкостью для сбора рвотных масс, установленной с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, площадкой с поворотным механизмом, закрепленным на нижней части кабины, и барабаном, выполненным с черно-белыми полосами и установленным на площадке с возможностью перемещения оси барабана от горизонтального до вертикального положения и вращения вправо, влево, вниз и по диагонали.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ложемент выполнен длиной до 2 м.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя фиксирующими замками, установленными в нижней части горизонтального основания.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на боковых стенках кабины выполнены окна со съемными крышками.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным электроприводом барабана.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B64G7/00 Имитация космических условий, например для установления условий жизнеобеспечения

Патенты РФ в классе B64G7/00:
способ моделирования физиологических эффектов пребывания на поверхности планет с пониженным уровнем гравитации -  патент 2529813 (27.09.2014)
способ наземной имитации полета космических аппаратов в космосе -  патент 2527632 (10.09.2014)
способ тепловых испытаний приборного отсека летательного аппарата -  патент 2526406 (20.08.2014)
многофункциональный учебно-тренировочный комплекс для подготовки космонавтов (астронавтов) к внекорабельной деятельности (варианты) -  патент 2524503 (27.07.2014)
способ имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима космического аппарата -  патент 2519312 (10.06.2014)
функционально-моделирующий стенд для создания условий интерактивного безопорного пространства и пониженной гравитации -  патент 2518478 (10.06.2014)
способ испытаний многозвенной механической системы космического аппарата на функционирование и устройство для его осуществления -  патент 2516880 (20.05.2014)
тренажер внекорабельной деятельности космонавтов -  патент 2506648 (10.02.2014)
тренажерный комплекс орбитального узлового модуля российского сегмента международной космической станции -  патент 2506647 (10.02.2014)
грузовой макет ракетоносителя -  патент 2491211 (27.08.2013)


Наверх