Магистерская диссертация на тему «Дизайн-проект мобильной системы экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки»

Содержание

Перечень сокращений и терминов
Введение
Глава 1. Предпроектные исследования
1.1. Обзор сведений о дорожно-транспортных происшествиях в Российской Федерации
1.2. Травмы при ДТ
1.2.1. Повреждения кровеносной системы
1.3. Применяемые технологии
1.3.1. Применение эффекта Допплера при сканировании сосудов
1.3.2. Применение фокусированного ультразвука для гемостаза
1.4. Применение БПЛА как решение проблемы обеспечения экстренной помощи
1.5. Обзор аналогов
1.5.1. Анализ существующих портативных медицинских ультразвуковых приборов
1.5.2. Анализ технических аналогов УЗА
1.5.3. Анализ рынка беспилотных летательных аппаратов
1.6. Выводы
Глава 2. Дизайнерская часть проекта
2.1. Концепция мобильной системы экстренной помощи при ДТП
2.2. Разработка и обоснование эргономической схемы
2.3. Дизайнерское решение ультразвукового гемостатического прибора
2.4. Разработка транспортного кейса
2.5. Выводы
Глава 3. Техническая часть проекта
3.1. Определение основных геометрических и технических параметров
3.1.1. Гемостатический прибор
3.1.2. Беспилотный летательный аппарат
3.2. Разработка и обоснование компоновочной схемы прибора
3.3. Выбор материалов и технологии изготовления
3.4. Технико-экономическая оценка проекта
3.5. Выводы
Заключение
Список использованных источников

Перечень сокращений и терминов

АКБ – аккумуляторная батарея.

БПЛА – беспилотный летательный аппарат.

Гемостатический — кровоостанавливающий.

Дефибриллятор — аппарат, применяющийся в медицине для реанимации при нарушениях ритма сердца.

ДТП – дорожно-транспортное происшествие.

Политравма — единовременное повреждение нескольких частей тела или органов, при которых есть угроза жизни раненому.

УЗА – ультразвуковой аппарат.

Ультразвуковое исследование — “исследование органов и тканей с помощью ультразвуковых «волн». Проходя через ткани различной плотности, а точнее через границы между различными тканями, ультразвук по-разному отражается от них. Специальный принимающий датчик фиксирует эти изменения, переводя их в графическое изображение, которое может быть зафиксировано на мониторе или специальной фотобумаге”[1].

Фокусированный ультразвук — ультразвук, получаемый посредством излучателей ультразвука, отличающийся высокой интенсивностью в фокальной точке.

Введение

Как известно, автомобилизация населения страны обеспечивает успешную перевозку пассажиров и грузов, но при этом создает сложности при обеспечении безопасности движения на дорогах. В условиях высокой интенсивности дорожного движения аварийные ситуации становятся одной из серьезнейших социально-экономических проблем.

Дорожно-транспортный травматизм, занимая лидирующее место в мире по количеству погибших и второе — по количеству травмируемых, является серьезной социальной, экономической и медицинской проблемой.

Травмы, полученные в результате ДТП, составляют треть от всех видов травм, являются одной из основных причин выхода на инвалидность граждан трудоспособного возраста. “Прогнозы развития транспорта показывают, что быстро возрастающее количество автомобилей повышает вероятность роста числа ДТП и создает проблемы при организации помощи пострадавшим”[2]. При ДТП часто возникают травмы с повреждением кровеносных сосудов, особое внимание требуют ситуации, когда у раненого задеты крупные сосуды. Кровотечения относятся к опасным для жизни последствиям дорожно-транспортных травм, являясь одной из основных причин гибели пострадавших на догоспитальном этапе. Одним из самых трудно определяемых и останавливаемых типов кровотечений являются внутренние кровотечения. Именно тем, что их определение зачастую отсрочено, они и опасны для пострадавших. В условиях ДТП невозможно приблизиться к параметрам стерильной операционной, что приводит к необходимости использования неинвазивных методов остановки кровотечений. Таким методом может являться акустический гемостаз, который можно взять за техническую основу создания нового прибора — ультразвуковой установки для остановки кровотечений.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Проблема исследования заключается в высоком проценте смертей из-за отсутствия возможности оказания срочной медицинской помощи после получения травм в результате ДТП.

Актуальность решения проблемы состоит в том, что из-за отсутствия достаточно мобильной системы для экстренной помощи пострадавшим в ДТП существуют затруднения в оказании необходимой помощи в первый час после получения повреждений. Следствием этого является высокий процент смертей на этапе, предшествующем госпитализации.

Цель диссертационного исследования — создание дизайн-концепции мобильной системы экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки.

Определение цели магистерской диссертации обусловило постановку следующих исследовательских задач:

1. Рассмотреть ситуацию с ДТП в России в целом, изучить статистические данные и обозначить основные причины смертности в ДТП.
2. Изучить описание основных видов повреждений кровеносной системы в экстренных ситуациях, методы их диагностики и первой помощи.
3. Исследовать возможность доставки гемостатической ультразвуковой установки беспилотными летательными аппаратами.
4. Провести анализ аналогов основных компонентов системы, определить тенденции рынка, выбрать прототипы.
5. Провести патентный поиск по компонентам системы мобильной экстренной помощи.
6. Определить требования к системе мобильной экстренной помощи при ДТП с точки зрения эргономики, конструктивного и эстетического подходов.
7. Разработать дизайн-проект системы мобильной экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки.

Разработанная модель должна обеспечивать оказание качественной неинвазивной экстренной медицинской помощи пострадавшим в дорожно-транспортных происшествиях с повреждениями кровеносной системы.

Глава 1. Предпроектные исследования

1.1. Обзор сведений о дорожно-транспортных происшествиях в РФ

На каждый день, месяц и год составляется статистика по ДТП на дорогах Российской Федерации и цифры, получаемые в итоге, становятся все более удручающими. Число пострадавших и погибших становится все больше. В результате анализа официальных данных, представленных сайтом ГИБДД, можно определить, что среднее количество дорожно-транспортных происшествий за 1 месяц за период 7 лет на территории Российской Федерации довольно значительно.

Аварии на дорогах являются причиной множества серьезных травм и смертей. Эта проблема актуальна практически для всех тех стран, где люди активно используют транспорт, способный перемещаться на высокой скорости. По статистике за период в полгода (с января по июнь 2014 года) в России зафиксировано 48 650 ДТП, эта цифра больше показателей за аналогичный период предыдущего года практически на 5% [3]. Количество погибших возросло на 8,1%, а количество пострадавших и раненых на 3,2% (всего 61 000 человек). Ради наглядного примера статистики можно привести свежие данные за 8 марта 2016 года, когда число пострадавших в результате ДТП на территории России достигло 324 человек, среди них 34 ребенка, число погибших – 35 человек.

На одном из сайтов сообщается, что “наиболее опасными по количеству травм, полученных в ДТП, являются республика Дагестан, Адыгея, Брянская, Белгородская области, Ингушетия. Самый большой прирост аварий на дорогах зафиксирован в следующих регионах: Орловская область (+50%), Ненецкий автономный округ (+58%), Чеченская республика (+48%), Псковская область (+29%). Несмотря на это, в некоторых регионах отмечается снижение количества ДТП: республика Коми (-20%), Ингушетия (-18%), Волгоградская область (-13%)” [4].

Большое количество аварий происходит вследствие нарушения ПДД (правил дорожного движения): как со стороны водителей транспортных средств, так и со стороны пешеходов (зафиксировано 42 300 нарушений, приведших к ДТП). Стоит отметить, что число водителей, находящихся в состоянии алкогольного опьянения, увеличилось на 6%. Количество нарушений со стороны  пешеходов тоже увеличилось, но в меньшей степени – на 3,7%. Так же оказалось больше ДТП (на 6%), участниками которых оказались дети (в это число входят и раненые в результате ДТП).

Значительная часть смертельных случаев в результате ДТП происходит в первую очередь из-за того, что помощь не оказывается вовремя, но, в том числе, играют роль и другие причины: удаленность от трасс медицинских учреждений, нехватка специального медицинского оборудования и квалифицированных врачей. В реаниматологии существует такое понятие, как «золотой час». Этот термин передает всю важность оказания первой помощи в течение первого часа с момента получения травмы.

Так, при критической гипотонии (потере крови) не более 1 часа количество смертельных исходов составляет 19%, при задержке помощи до 3 часов, этот процент возрастает до 35,4%, а при отсутствии помощи более трех часов может достигать 88,9%.

Необходимо отметить, что в России практически 10% от общего количества погибших в ДТП умирают еще до поступления в клинику именно из-за того, что «скорая помощь» прибывает на место происшествия слишком поздно. Официальный норматив прибытия «скорой» на место происшествия, установленный Министерством здравоохранения РФ, составляет 20 минут, но в реальности это время чаще всего значительно возрастает.

Основные причины, приводящие к летальным исходам в результате ДТП, помимо обозначенного выше опоздания «скорой», представлены на диаграмме.

Согласно информации, представленной Pulitzer Center, некоммерческой журналистской организацией, каждый год более 1,2 миллиона погибают на дорогах мира, и это число быстро растет [5]. Если ничего не будет предпринято, чтобы переломить эту тенденцию, ежегодная смертность на дорогах будет продолжать увеличиваться и к 2030 году может возрасти втрое, до 3,6 млн человек в год. В статье так же указано, что по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в развивающихся странах дорожно-транспортные происшествия в скором времени станут пятой по списку причиной смерти в этих странах, обогнав ВИЧ, малярию, туберкулез и другие известные нам смертельные болезни.

Самой частой причиной аварий становится столкновение автомобилей, на втором месте стоит наезд на пешехода, затем идут ДТП с участием мотоциклов, и последними — с участием велосипедистов.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

1.2. Травмы при ДТП

Травмы при ДТП разнообразны и связаны с многочисленными переломами, вывихами, повреждениями черепа и головного мозга, порезами и разрывами внутренних органов [6]. Травмы при ДТП часто сопровождаются кровотечением, которое подразделяется на внутреннее и наружное, а также венозное, артериальное и капиллярное. Очень опасное — артериальное кровотечение — кровь вытекает из раны толчкообразно или бьет пульсирующей струей под действием давления, в результате чего пострадавший за короткий период времени теряет очень много крови. Венозное кровотечение менее обильно и менее опасно. Капиллярное кровотечение — повреждение мелких кровеносных сосудов, оно может быть и без нарушения целостности кожи, когда под кожей от сильного удара появляется синяк.

Наиболее непростая группа пострадавших – это пострадавшие с политравмой. Они составляют порядка 10-12% от числа раненых, при этом более 80% смертей на месте происшествия или в процессе транспортировки в госпиталь являются следствием политравмы. “Всю летальность при политравме распределяют по срокам на 3 большие группы: немедленная — в течение секунд и минут, ближайшая — в течение первых 3 часов с момента травмы и отсроченная, в течении первых 24 часов” [7].

Причем в сравнении с европейскими странами смертность от дорожно-транспортных травм в нашей стране примерно в 8-10 раз выше.

Собранная статистика подтверждает необходимость решения проблемы по обеспечению первой помощи в максимально короткие сроки.

1.2.1. Повреждения кровеносной системы

Существуют две основных группы повреждений кровеносной системы: открытые (наружные) и закрытые (внутренние) кровотечения. Каждая группа имеет степени, по которым определяется серьезность кровотечения. Открытые кровотечения: 1 степень – повреждение без нарушения целостности внутренней стенки сосуда; 2 степень – повреждение и внешней и внутренней стенок сосуда (сквозное отверстие); 3 степень – полный разрыв сосуда.

Закрытые кровотечения так же имеют три степени: 1 степень – нарушение целостности внутренней стенки сосуда, наружного кровотечения нет, при этом возникает тромбоз и, как следствие, ослабление кровообращения в конечности; 2 степень – повреждение внутреннего и среднего слоя сосуда, приводящее к местному расширению сосуда (выпячиванию стенки); 3 степень – полный разрыв сосуда, что приводит к обширному внутритканевому кровоизлиянию.

Необходимо сказать, что помимо наличия степеней у основных типов кровотечений, есть общеизвестное деление открытых повреждений на группы в зависимости от типа поврежденных сосудов [8]. Таким образом, они подразделяются на следующие группы:

— артериальные кровотечения, относятся к самому опасному виду наружных кровотечений, так как в артериях кровь находится под большим давлением и при их повреждении она вырывается в виде пульсирующей или фонтанирующей струи алого цвета, что ведет к быстрой значительной кровопотере и, как следствие, угрозе жизни пострадавшего;

— венозные кровотечения, опасны в меньшей степени, чем артериальные, так как кровь не фонтанирует, а льется непрерывной струей при меньшей скорости;

— капиллярные кровотечения, относятся к наименее опасным кровотечениям, так как капилляры – самые мелкие сосуды и пронизывают все ткани тела, при их повреждении кровоточит вся раневая поверхность. Подобное кровотечение угрожает жизни пострадавшего только в случае наличия у него болезней, связанных с нарушением свертываемости крови.

При каждом типе кровотечения существует ряд стандартных методов оказания первой помощи. При артериальном кровотечении может быть достаточно прижатия артерии выше места ранения.

При венозном кровотечении требуется наложить давящую повязку сверху тампонов (либо нескольких слоев марли) ниже места повреждения. При повреждении капилляров достаточно самостоятельной обработки раны кипяченой водой или антисептиком, с последующим наложением стерильной повязки.

Внутренние кровотечения так же, как и наружные, подразделяются на группы в зависимости от типа затронутых сосудов. Помимо этого, у них есть классификация с учетом причины возникновения: механические и аррозивные (повреждение стенки сосуда из-за различных разрушающих процессов в организме, например, разрастания опухоли).

Внутренние кровотечения так же, как и наружные, подразделяются на группы в зависимости от типа затронутых сосудов. Помимо этого, у них есть классификация с учетом причины возникновения: механические и аррозивные (повреждение стенки сосуда из-за различных разрушающих процессов в организме, например, разрастания опухоли). В том числе, существует классификация по месту, в котором скапливается излившаяся кровь: полостные и внутритканевые кровотечения. В данной работе фокусируется внимание непосредственно на механических закрытых повреждениях сосудов, так как именно такой их тип возникает в результате получения травмы.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена магистерской

Независимо от классификации, все внутренние кровотечения имеют общие внешние признаки: бледность кожных покровов и слизистых оболочек, холодный пот, слабость, потемнение в глазах, потеря сознания.

При малейших признаках внутреннего кровотечения следует вызвать скорую помощь. Необходимо освободить пострадавшего от тесной одежды и иных аксессуаров, которые могут мешать нормальному кровообращению. Так же пострадавшему нельзя разговаривать и двигаться. Все эти меры позволяют избежать усугубления кровотечения, но при этом не останавливают его. В статьях и иных материалах указано, что самостоятельно полностью прекратить излияние крови невозможно. Можно лишь частично предотвратить большие кровопотери, наложив на предполагаемое место повреждения что-то холодное, например, пакет со льдом. В условиях же стационара пострадавшему, скорее всего, потребуется хирургическая операция под общим наркозом, которая позволит остановить кровотечение. В некоторых случаях осуществляют частичное удаление поврежденного органа, мышцы или сустава, в менее тяжелых случаях производят тампонирование или коагуляцию (прижигание) поврежденных сосудов.

Таким образом, можно сделать вывод, что никакие средства для остановки внутреннего кровотечения в ходе оказания первой помощи на месте происшествия не используются, непосредственная остановка кровотечения осуществляется только в стационаре, что говорит о необходимости создания прибора, способного заполнить этот пробел.

1.3. Применяемые технологии

Человек воспринимает звуковые волны с частотами примерно от 16 Гц до 20 Гц, колебания с частотой более 20 Гц ухом не воспринимаются и называются ультразвуком [9]. Ультразвуковой диапазон распространяется до нескольких миллиардов герц, большая частота уже относится к понятию гиперзвука.

Исследования, связанные с ультразвуком, проводились еще в XV веке, но в медицинской сфере он стал использоваться только во второй половине XX века.

Ультразвук хорошо распространяется в мягких тканях человека, исследование организма с помощью ультразвука безвредно в сравнении с рентгеном, гораздо проще в использовании, чем МРТ (магнитно-резонансная томография). Эти факторы способствуют широкому применению ультразвука как для визуализации внутренних органов  с целью диагностики их состояния, так и для терапии в различных случаях.

Для сканирования внутренних структур организма используется определенный диапазон частот: от 1 до 20 МГц. При сканировании ультразвуковой датчик посылает импульс, который отражается на границе сред (например, мышцы человека и сосуды обладают разной плотностью для проникновения ультразвука), принимающий элемент фиксирует отраженную волну и из этих отраженных волн формируется изображение сканируемой области. Как правило, в сканирующем приборе используется два пьезокерамических элемента: излучающий и принимающий. Но в том случае, если прибор работает в импульсном режиме, то один элемент может выполнять функцию и приемника, и излучателя.

Применительно к сфере медицины ультразвук обладает следующими немаловажными эффектами, на которых основывается его терапевтическое воздействие: противовоспалительный и рассасывающий эффекты; анальгезирующее действие; повышение проницаемости кожи (клеточных мембран).

Технически ультразвук получают посредством применения пьезоэлектрических материалов. Такие материалы при воздействии на них определенного электрического напряжения изменяют форму, при этом создается звуковая волна с той частотой, с которой это напряжение подается на пьезоэлемент. Пьезокерамические элементы изготавливаются из кварца, титана или бария, примером используемого материала может служить цирконат-титанат свинца.

В основе метода HIFU лежит использование высокоинтенсивных фокусированных звуковых волн, частота которых находится в диапазоне 0,8-3,5 МГц [10]. Для сравнения, частоты сканирующих ультразвуковых головок находятся в диапазоне от 1 до 20 МГц. Энергия, излучаемая HIFU датчиками в 10000 раз больше, чем у УЗИ-сканера.  Проведение высокоинтенсивной терапии обеспечивается посредством особенностями ультразвуковых волн, которые фокусируются в целевой точке различными техническими средствами: акустической линзой, вогнутым датчиком либо с помощью электронного оборудования. В области фокуса прибора концентрируется энергия ультразвука, что приводит к быстрому локальному повышению температуры тканей до 95°- 80° и некроз этих тканей, при этом ткани, через которые проходит пучок ультразвуковых лучей, не повреждаются. С помощью технических средств можно создавать излучатели с различными характеристиками и управлять ими в процессе работы с прибором.

1.3.1. Применение эффекта Допплера при сканировании сосудов

Одним из наиболее используемых и наиболее удобных в ультразвуковой диагностике методов, позволяющих выявить особенности кровотока и сосудов, является метод, строящийся на основе эффекта Допплера. Этот эффект состоит в том, что частота, с которой излучатель испускает ультразвуковую волну, равна частоте, которую регистрирует приемник отраженных волн, только в том случае, если оба объекта неподвижны относительно окружающей среды или оба движутся с примерно равными и одинаковыми по вектору скоростями. В качестве наглядного примера можно представить ситуацию, когда звук сирены приближающейся скорой кажется гораздо более высоким, чем  звук сирены скорой, удаляющейся от человека, стоящего у дороги.

Эффект Доплера возникает при отражении волн от движущейся поверхности, которую можно рассматривать как движущийся приемник волн, излучаемых источником, и в то же время, как движущийся источник отраженных волн.

1.3.2. Применение  фокусированного ультразвука для гемостаза

В настоящее время фокусированный ультразвук высокой интенсивности популярен в терапевтической медицине в качестве неинвазивного метода для разрушения некрупных образований во внутренних структурах организма без повреждения окружающих образование тканей.

Интенсивность ультразвука, получаемого пьезокерамическими излучателями, как правило не получается выше 10 Вт/см2, вследствие этого при необходимости использовать ультразвук более высоких интенсивностей его фокусируют, используя пьезоэлементы с вогнутой поверхностью, акустические линзы, отражатели ультразвука или же целые системы из нескольких отдельных элементов, посредством перемещения которых друг относительно друга можно пересекать испускаемые ими волны в определенной фокальной точке. В большинстве случаев для этих целей используют пьезокерамический излучатель, представляющий собой часть сферы и собирающий пучок ультразвуковых волн в фокальной области в форме эллипсоида. Этот эллипсоид вытянут в направлении распространения волн, а диаметр фокальной области зависит от частоты ультразвука в обратной зависимости.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена магистерской

Учеными предполагается, что в среде, никак не поглощающей ультразвуковую волну, сквозь целевую точку проходит не больше 84% энергии от источника. Соответственно, в человеческом организме это количество будет еще меньше, так как биологические ткани всегда поглощают часть  полученной энергии.

Точная форма области разрушения ткани зависит от ее структуры и свойств. В однородной ткани очаг разрушения по форме напоминает эллипсоид. Если же облучаемый участок состоит из различных тканей, отличающихся чувствительностью к ультразвуку, то предсказать заранее форму пораженной зоны оказывается весьма непросто. При воздействии на мозг, “например, селективно может быть разрушено белое вещество, так как серое вещество и сосудистая система менее чувствительны к ультразвуку”[11] .

1.4. Применение  БПЛА как решение проблемы обеспечения экстренной помощи

Одним из учебных проектов Делфтского университета, поддержанного немецкой некоммерческой организацией «Definetz», стал квадрокоптер, способный доставлять дефибриллятор на место происшествия.

Концепция взаимодействия с аппаратом довольно проста. Те, кто имеют смартфоны, смогут установить на них бесплатное приложение, с помощью которого можно быстро осуществить вызов «Дефикоптера». В том случае, если БПЛА находится в зоне досягаемости, он, определив пункт назначения по GPS-координатам вызвавшего его смартфона, вылетит на место. Подлетев к месту назначения, он либо приземлится, либо сбросит прибор вниз на парашюте.

Характеристики аппарата:

• преодолеваемое расстояние – 10 км;
• максимальная скорость – 70 км/ч;
• доставка дефибриллятора: приземление, сброс на парашюте.

По замыслу разработчиков, «Дефикоптер» “найдет применение прежде всего в малонаселенной местности, куда скорой помощи трудно добраться из-за особенностей рельефа – горный склон, например. Или в других труднодоступных зонах – вроде середины огромной пробки на шоссе” [12].

1.5. Обзор аналогов

В рамках сотрудничества Санкт-Петербургского Политехнического университета Петра Великого и Первого Санкт-Петербургского Государственного Медицинского Университета имени И.П. Павлова проектная группа ученых разрабатывает аппаратный комплекс для ультразвуковой абляции HIFU. Предлагаемая технология находится на стыке двух отраслей медицинского оборудования: ультразвуковой техники для сканирования организма и устройств для терапевтического воздействия ультразвуком.

Коллектив разработчиков на сегодняшний день лидирует в РФ по опыту создания интегрального модуля для ультразвуковой абляции [13]. Впервые в стране применена технология HIFU третьего поколения (силовой ультразвуковой источник совмещен с датчиком ультразвукового наведения, при этом используется фазированная решетка).

На сегодняшний день командой проекта разработан и испытан на биологических образцах макет программно-аппаратного комплекса для ультразвуковой абляции крупных кровеносных сосудов. Большинство программных и технических решений могут быть адаптированы для целей рассматриваемого проекта.

Предлагаемый метод относится к неинвазивным (экстракорпоральным), что позволяет избежать повреждения кожи при процедуре, сокращая тем самым вероятность попадания инфекции и уменьшая срок реабилитации пациента.

Участниками проекта был проведен анализ рынка. В результате детальное исследование разработчиков показало, что наиболее перспективным направлением для вывода нового оборудования являются сегменты новообразований щитовидной и грудной железы (преимущественно доброкачественные). Косвенное подтверждение – начатая в 2013 г. французской компанией Theraclion разработка узкоспециального прибора именно для этих двух сегментов.

На данный момент уже проведены эксперименты на баранах и в процессе проведения эксперименты на кроликах. Таки образом ученые проверяют, какие должны быть параметры применяемого ультразвука (мощность, длительность) для наиболее эффективного его использования.

Кроме того, установлено, что есть возможность применять данную технологию не только для абляции сосудов, но и для остановки кровотечений и разрушения злокачественных образований.

1.5.1. Анализ существующих портативных медицинских ультразвуковых приборов

Рынок ультразвуковых систем занимает второе место по объему рынка оборудования для медицинской визуализации, на первом же находятся аппараты для рентген исследований.

Сегодня на ультразвуковом рынке наиболее динамичным по темпам роста является сегмент портативных систем. Естественно это вызывает к нему значительный интерес со стороны производителей. “По данным аналитических отчетов (таких как «Мировой рынок оборудования для ультразвукой визуализации 2012»,  InMedica: The World Market for Ultrasound Imaging Equipment-2012, и «Рынок диагностической визуализации: прогноз до 2015 года» , Global Markets Direct: The Future of the Diagnostic Imaging Market to 2015) среднегодовой темп прироста рынка портативного ультразвука составляет примерно 8%” [14].

Портативные ультразвуковые приборы могут предложить различные варианты и целый ряд возможностей для применения, особенно в случаях, где рядом недостаточно или совсем нет надежных источников электроэнергии, в отдаленных деревенских клиниках, в экстренных случаях, когда требуется медицинское обслуживание, в сельском хозяйстве или во время крупных осмотров техники.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена магистерской

Ультразвуковые приборы, помещающиеся в руку, чрезвычайно удобны с точки зрения размеров и портативности, особенно в том случае, когда энергозатратные, большие и более дорогие ультразвуковые системы недоступны.

Самый стремительный рост ультразвукового рынка идет от портативных систем, проданных на «рынок чрезвычайных ситуаций» таких как экстренная медицина или интенсивная терапия, в итоге портативные ультразвуковые приборы продолжают эту тенденцию.

Врачи в скорых и в интенсивной терапии могут оценивать своих пациентов в отделении и на месте, экономя время и улучшая обслуживание пациентов, а не ожидая транспортировки пациента до отделения ультразвуковых исследований и обратно. Акушерские сотрудники могут быстро и легко определить наличие биения сердца младенца и положение плода. Ручные ультразвуковые приборы позволяют проводить простые эффективные ультразвуковые исследования в месте ухода за пациентом, что ускоряет процесс принятия врачом определяющих решений.

Рынок портативных ультразвуковых приборов развивается, и далее я рассмотрю некоторые аналоги, показавшиеся мне наиболее интересными.

Первый аналог —  беспроводной ультразвуковой излучатель для смартфонов. Он интересен именно тем, что он беспроводной и может подключаться посредством Wi-Fi соединения к смартфону, планшету и тому подобным устройствам. По размерам соотносим с размерами смартфона.

Прибор выполняет функцию ультразвукового сканера, используемая частота испускаемого ультразвука – 3,5МГц или 7,5МГц.

Этот беспроводной сканирующий датчик с интегрированными внутри ультразвуковыми платами может осуществлять беспроводное подключение к планшетному компьютеру и смартфону непосредственно после установки ультразвукового программного обеспечения, а затем реализовывать функции ультразвукового сканера. Это маленький смарт-девайс, удобный для переноски и эксплуатации.

Кроме того, беспроводной излучатель удобно использовать в хирургии без фиксации кабелей. Что важно, с помощью защитной крышки для одноразового использования легко решается проблема стерилизации зонда.

Область применения прибора довольно широка: в чрезвычайной ситуации, во время клинического обследования в палате, общего клинического и наружного осмотра.

Размеры устройства: 104мм*50мм*22мм. Вес: 308 г.

Следующий аналог, ультразвуковой сканер Mindray DP 50, мобилен и имеет возможность использования для различных клинических нужд [15].

Характеристики Mindray DP 50:

• тонкий, обтекаемый, компактный;
• облегченная мобильная система (вес — 7,5 кг);
• 15-дюймовый ЖК-монитор с изменяемым углом наклона;
• работа от сети и от аккумулятора;
• набор мультичастотных датчиков от 2,0 до 14,0 МГц;
• четыре порта USB, DICOM 3.0.

Еще один рассматриваемый аналог — универсальный портативный ультразвуковой сканер Siemens Acuson P10, предназначенный  для диагностики в условиях экстренной медицины, в акушерстве, в кардиологии (рис. 1.18) [16].

Компактность прибора позволяет переносить систему в кармане халата. Элементарное меню настроек позволит пользоваться системой врачам всех профилей.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена магистерской

Характеристики:

• вес — 700 г;
• размер — 54х97х142 мм (ручной модуль с присоединенным датчиком размерами 33х47х135 мм);
• фазированный секторный датчик с диапазоном 2-4 МГц, глубиной сканирования — от 4 до 24 см;
• время старта – 7 с, что обеспечивает оперативность диагностики;
• работа от аккумулятора — 60 минут;
• дополнительная батарея и зарядное устройство — в комплекте;
• FAST – фокусированное сканирование внутренних органов;
• применение: травматология, кардиология, гинекология и т.д.

Еще одна интересная для рассмотрения система MobiUS SP1 – УЗИ сканнер на смартфоне [17] (рис. 1.19). Время непрерывного сканирования более 60 мин; при использовании расширенной батареи: до 330 мин непрерывной работы в режиме сканирования.

Это быстрый и простой в использовании прибор. УЗИ сканнер MobiUS SP1 может ускорить диагностику и уточнить место для инъекции. Компактный и удобный УЗИ сканнер MobiUS SP1 может поместиться в кармане, и он достаточно легок, чтобы носить его с собой где угодно. Он может сканировать более 60 минут на стандартной батарейке и легко перезаряжается. Таким образом, врач может легко обследовать пациента. Система спроектирована таким образом, чтобы быть максимально понятной для пользователей и простой в эксплуатации. Пользовательский интерфейс по-настоящему интуитивно понятный. Ультразвуковые изображения могут храниться в 8 Гб памяти устройства и быстро и легко отправляться пациентам с помощью безопасного Wi-Fi соединения, сотовых сетей или USB порта.

1.5.2. Анализ технических аналогов УЗА

Поиск и анализ конструктивных аналогов необходим для того, чтобы оценить уровень техники аналогов, а также увидеть наиболее удачные решения. Здесь я хочу рассмотреть некоторые патенты, относящиеся к теме проекта. Работ, относящихся непосредственно  к акустическому гемостазу, не так много, поэтому будет так же приведен обзор патентов, касающихся применения фокусированного ультразвука как такового.

Первый рассматриваемый патент имеет название «Устройство для воздействия  ультразвуком на внутренние участки организма человека», код патентной классификации А61В19/00 [18]. Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для хирургии, и может найти применение при неинвазивной хирургии в случае онкологических заболеваний внутренних органов, обладающих малой эффективностью поглощения энергии ультразвуковых колебаний, например, щитовидной железы и тому подобного.

В данном устройстве использован вогнутый пьезоэлемент, герметично установленный в корпусе таким образом, чтобы его вогнутая сторона смотрела в сторону целевой области воздействия.

С этой стороной пьезоэлемента имеет акустический контакт устройство акустического согласования, обеспечивающее передачу энергии ультразвука к объекту воздействия. Выгнутая сторона излучателя соприкасается с воздушной средой. При этом энергия ультразвука передается в объект воздействия и фокусируется внутри него в фокальной области. С помощью приспособления для установки и фиксации излучателя фокальная область наводится на подлежащий воздействию участок биологической ткани; пьезоэлемент соединен с выходом генератора напряжения возбуждения.

Пьезоэлемент возбуждается посредством подачи на него напряжения меняющейся частоты, что позволяет повышать интенсивность ультразвука, а так же менять время воздействия таким образом, чтобы близлежащие здоровые ткани не повреждались.

Следующий рассматриваемый патент под названием «Система фокусированного воздействия ультразвуком высокой интенсивности для сканирования и лечения опухолей», код международной патентной классификации А61N7/02 [19]. Данный патент интересен тем, что в разработанном устройстве сочетаются функции и сканирования, и терапии.

Система состоит из комбинированного датчика, источника энергии высокой интенсивности, ультразвукового сканера в В-режиме, многомерного устройства перемещения с цифровым управлением, вакуумного дегазатора, терапевтической кушетки и компьютерной системы управления (рис.1.21). Комбинированный датчик состоит из ультразвуковой головки В-режима и терапевтической головки, которая генерирует ультразвук с терапевтическим воздействием, при этом ее излучающий ультразвук конец установлен на многомерном аппарате перемещения, который осуществляет сканирующее перемещение снаружи плоскости тела под управлением компьютера. Изобретение позволяет повысить эффективность лечения опухолей внутренних органов за счет точности наведения и размещения терапевтической головки.

Система отличается тем, что мощность звука, создаваемая комбинированным датчиком в фокальной зоне составляет 100-10000 Вт/см2, при этом указанный комбинированный датчик имеет следующие технические параметры:

• фокальное расстояние: 40-280мм;
• рабочая частота при терапевтическом воздействии ультразвуком 0,2-3,5 МГц;
• форма фокальной зоны — эллипсоидная: малый диаметр 1,1-5 мм, большой диаметр 3,5-12 мм;
• максимальная интенсивность звука в центре фокальной зоны: свыше 1000 Вт/см²;
• угол фокусирования — 30-120^o.

Комбинированный датчик полностью помещен в экранированную оболочку;  подложка для баллона с водой и сам баллон с водой установлены в передней части экранированной оболочки; на сердечнике датчика имеется ультразвуковая линза, причем в центре сердечника датчика находится ультразвуковой датчик для работы в В-режиме; пьезокерамический элемент установлен на задней части терапевтической головки; электрическое питание пьезокерамического элемента для генерации ультразвука подается по кабелю.

Следующий значимым для данной работы патентом является американский патент под названием «Системы и методы для осуществления акустического гемостаза при внутренних кровотечениях конечностей» («Systems and methods for performing acoustic hemostasis of deep bleeding trauma in limbs»), коды международной патентной классификации: А61N7/00 и А61B8/00 [20].

Надувная манжета с интегрированными ультразвуковыми датчиками включает в себя камеры, являющимися отсеками, ограниченными перемычками, внутрь этих отсеков может вводиться жидкость. Давление этой жидкости останавливает или замедляет кровотечение на то время, пока идет применение фокусированного ультразвука. Так же жидкость может выполнять функцию согласующего слоя, проводника, между конечностью и ультразвуковыми датчиками.

Внешний слой (материал) (10) манжеты может включать в себя окружную систему блокировки, чтобы обеспечить ограничение максимального наружного диаметра, который манжета может достичь.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Область перекрытия массива преобразователей  (15)  позволяет манжете подходить для конечностей различных окружностей. Преобразовательные элементы в области перекрытия могут быть неактивны во время использования манжеты.

Полужесткая оболочка (20) может предусмотрительно обеспечивать ограничение элементов массива преобразователей (25) и может обеспечивать связи внутри массива.

Полужесткая оболочка (20) может состоять из жесткого долговечного полимера (HDPE – high density polyethylene), который служит прочной основой (экзоскелетом) для направленного давления на обрабатываемую конечность.

Элементы преобразователя (25) могут независимо друг от друга передавать изображение и / или служить терапевтическими модулями массива преобразователей, способны к акустической регистрации, локализации, ориентации и / или терапевтическому гемостазу. Методы с использованием ультразвуковых датчиков для обнаружения, локализации, нацеливания и терапии известны в данной области и любой подходящий метод может быть использован в системах DBAC описанных здесь.

Надувной отсек, заполненный жидкостью (30) (например, цилиндрическая камера, наполненная дегазированной водой) обеспечивает регулируемое сжатие к конечности. В том случае, когда отсек 30 заполняется жидкостью, он может быть акустически соединен с телом, тем самым передавая акустическую энергию от преобразователей (25) до конечности.

Конфигурация, которая использует проксимальную и / или дистальную конфигурацию камеры («дамбы»), может использовать либо газ, либо жидкость для накачивания камеры под давлением. В обоих случаях жидкость может служить для акустического соединения ультразвука между преобразовательными элементами (25) и корпусом, а также оказать давление на конечность. Конечности пациента включает поверхность кожи (35), подкожно-жировой слой (40), и мышцы (45). Артерии (50) и кость (55) в конечности.

Отсек 30 при закачивании жидкости находится под давлением. Это повышение давления или совсем закупоривает или частично закупоривает артерию 50, чтобы минимизировать кровотечение и кровоток во время для осуществления акустического гемостаза.

Необходимо рассмотреть еще один технический аналог, описываемый в статье «Портативный прибор использующий высокоинтенсивный фокусированный ультразвук для неинвазивной абляции» из «Журнала сосудистой хирургии» («Journal of vascular surgery») [21]. Этот аналог интересен именно своей компактностью: его габаритные размеры всего 14*9*4 см, что гораздо меньше других подобных приборов. При этом его вес так же максимально сокращен – 650 г. Питается прибор от четырех литий-ионных аккумуляторов, напряжением 7,4 В и емкостью 2200 мА/ч. Литий-ионные батареи соединены последовательно через поворотный переключатель, что дает возможность регулировки мощности с шагом 7,4 В (в диапазоне 14,8 В). Зарядка прибора происходит примерно в течение 30 минут. Прибор помещен в водонепроницаемый пластиковый корпус.

В ультразвуковой головке излучателя использован пьезоэлемент из керамики, цирконата-титаната свинца (ЦТС-4). Диаметр керамического элемента – 3 см, радиус кривизны 3,81 см. Пьезоэлемент помещен на подложку из поливинилхлорида (ПВХ). Преобразователь (излучающая головка) сконструирован в комплекте со сменными прозрачными акриловыми насадками, выполняющими функцию защитных корпусов керамического элемента. Это насадки позволяют пользователю варьировать и выбирать соответствующую ситуации глубину и плоскость фокусирования высокоинтенсивного ультразвука. В качестве согласующего слоя используется специализированный ультразвуковой гель.

У прибора есть три различных энергетических режима (режима мощности):

• низкой мощности – 3,5 – 4 В (Интенсивность 230-350 Вт/см²);
• средней мощности – 7,8 – 8,5 В (Интенсивность 520-790 Вт/см²);
• высокой мощности – 14 – 14 В (Интенсивность 930-1400 Вт/см²).

1.5.3. Анализ рынка беспилотных летательных аппаратов и выбор подходящего устройства

Применение БПЛА на территории России на данный момент еще не регламентировано. При этом в таких странах, как Канада, КНР, Австралия, а так же страны ЕС, уже разрешено применение БПЛА в коммерческих и  иных целях. Так же во многих странах они используются вооруженными силами, полицией и тому подобными организациями. БПЛА различных классов могут использованы для различных целей (рис. 1.24)

Применение БПЛА в медицинских целях в районах военных конфликтов дает возможность обеспечить максимально быструю помощь при ранениях и тем самым уменьшить потери состава и не ставить под удар медицинский персонал [22].

Существует некоторое количество ограничивающих факторов, сдерживающих расширение рыночной ниши, занимаемой БПЛА. Эти факторы следующие:

—  нет законодательной базы для включения БПЛА в единое воздушное пространство. На данный момент беспилотные аппараты закупают организации, обладающие особыми полномочиями (такие как пограничная служба, полиция и МЧС);

— высокая вероятность аварии БПЛА;

— вопросы, связанные с сертификацией, страхованием и регистрацией БПЛА еще не урегулированы.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Первый рассматриваемый аналог — БПЛА ZALA. Этот беспилотный летательный аппарат используется для воздушной съемки различных участков дорог и местности, для мониторинга лесных и водных ресурсов. Так же его применяют для наблюдения в условиях чрезвычайных ситуаций, таких как пожары, наводнения, дорожно-транспортные происшествия [23].

Технические характеристики БПЛА:

• радиус действия видео/радиоканала2 км / 2 км;
• продолжительность полета40 минут;
• размеры без АКБ:600х520х75 мм;
• максимальная высота полета:1000 м;
• вертикальные, автоматические запуск и посадка;
• тяговый электродвигатель;
• скоростьдо 40 км/ч;
• целевая нагрузка:300 г;
• навигация:GPS/ГЛОНАСС;
• АКБ:10000 мАч.

Следующий рассматриваемый аналог, гексакоптер DJI S900, может находиться в воздухе до 18 минут и переносить вес в 5 килограмм (рис.1.26) [24].

Создатели S900 хотели максимально облегчить его вес и избавиться от вибраций, которые могут помешать съемкам с воздуха. При изготовлении шасси гексакоптера использовались карбоновые элементы. Центральная часть дрона основательно переработана – теперь здесь шесть отделений для дополнительного оборудования.

Рама и лучи гексакоптера S900 сделаны из крепкого углеродного волокна, что обеспечивает прочность всей конструкции и, одновременно, уменьшает их вес. Это позволило увеличить полетный вес коптера без ухудшения его качеств. Для более удобной транспортировки, лучи S900 и GPS можно сложить, уменьшив место, занимаемое гексакоптером, примерно в два раза. Чтобы его сложить понадобится меньше пяти минут.

Технические данные:

• размер диагонали: 900мм;
• длина луча: 358мм;
• диаметр центральной площадки: 272мм;
• размеры шасси: 460мм×450мм×360мм;
• вес: 3.3кг;
• полный взлетный вес с нагрузкой: 4.7-8.2кг;
• АКБ: LiPo 6S 10000-15000мАч (не менее 15С);
• максимальная потребляемая мощность: 3000Вт;
• максимальное полетное время (в режиме зависания с максимальной загрузкой , 12000мАч): 18мин;
• двигатели: 41×14мм, KV400, 500Вт, 158г;
• складные пропеллеры: карбон, 15×5.2, 13г

На конференции TechCrunch в Пекине компания Ehang представила новую модель беспилотного летательного аппарата с шестью лопастями – гексакоптер (рис. 1.27) [24].

Корпус аппарата изготовлен из углеродного волокна, благодаря чему он обладает небольшим весом. Устройство может перемещаться в радиусе около 5 км в течение 30–40 минут от одной зарядки. На борту аппарата можно разместить до 10 кг груза, что в четыре раза больше, чем способен транспортировать дрон-курьер магазина Amazon, и вдвое больше, чем перемещает гексакоптер Spreading Wings S900 компании DJI.

Технические характеристики беспилотного летательного аппарата Ehang не раскрываются, поэтому сейчас сложно сравнивать его с аналогами по совокупности параметров. При этом названа примерная стоимость устройства — $5 000. Такая цена заметно снижает привлекательность новинки. Например, тот же DJI SW S900 предлагается по цене около $3 800.

Еще один БПЛА, который я рассмотрю в данном аналитическом обзоре, это FreeFly ALTA – гексакоптер для воздушной съемки (рис. 1.28). Этот аппарат может перевозить до 6,8 кг груза. В полете аппарат поддерживают 6 роторов и стабилизаторы [26].

Для быстрой подготовки к полету здесь применена система фиксации лучей со складными 18*6 воздушными пропеллерами. И лучи, и пропеллеры изготавливаются из высокомодульного карбона, что обеспечивает необходимую жесткость конструкции, при этом минимизируется вес рамы, а максимальная полетная нагрузка увеличивается. Так же отличительной особенностью этого аппарата является возможность поместить камеру не только внизу корпуса, но и на верхней части устройства. Такая отличительная черта позволяет оператору вести съемку, которую невозможно было бы получить иным способом.

БПЛА располагает 240*180*80 миллиметровым пространством для установки полетной батареи, причем предусматривается возможность установки сразу двух литий-полимерных аккумуляторов, так как бортовое напряжение должно быть 22,2 В. Продолжительность работы гексакоптера без подзарядки зависит от емкости бортовых полетных батарей и нагрузки на беспилотник.

Помимо всего, важным параметром является наличие специального кейса для переноски аппарата. Размеры собранной к полету модели – 1000*1145*220 миллиметров, а в транспортном варианте всего 532*515*220.

1.6. Выводы

В результате анализа материалов первой главы можно сделать вывод, что проблему, обозначенную во введении (высокий процент смертей из-за отсутствия возможности оказания срочной медицинской помощи после получения травм в результате ДТП) можно решить посредством разработки мобильной системы экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки на базе беспилотного летательного аппарата.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Необходимые компоненты системы следующие:

1. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА), как средство доставки гемостатической установки

Беспилотный летательный аппарат должен обладать хорошей устойчивостью в воздухе и обладать следующими характеристиками:

• тип БПЛА — гексакоптер;
• грузоподъемность около 3 кг;
• дальность полета – 10 км;
• скорость полета – 60 км/ч;
• техническое зрение;
• камера, обеспечивающая контроль за посадкой коптера.

2. Гемостатическая установка

Гемостатическая ультразвуковая установка является диагностическим и лечебным прибором, позволяющим определять наличие и локализацию внутренних кровотечений в конечностях пострадавшего и обеспечивать их остановку. Она представляет собой манипулятор с излучателем и манжетой для пережатия конечности пострадавшего во время сканирования и гемостаза в необходимом месте. Аппарат работает в двух режимах: сканирования и фокусированного ультразвука высокой интенсивности; второй режим служит для коагулирования крови в месте повреждения сосуда.

В состав гемостатической установки должны входить так же:

• средства связи с оператором, обеспечивающие помощника пострадавшего необходимыми инструкциями по оказанию первой помощи с использованием ультразвукового прибора;
• инструмент для разрезания одежды (это необходимо для плотного контакта прибора с поверхностью конечности).

Одним из важных аспектов проекта является цветовое решение элементов системы. Например, красный цвет будет уместен, так как необходимо обратить внимание людей на прибытие БПЛА на место происшествия, а также этот цвет, в сочетании с белым, традиционно ассоциируется с цветами скорой помощи. Так, этим цветом можно выделить самые значимые элементы – знак красного креста и кнопки.

При этом желательно использование синего цвета, так как этот цвет рефлекторно вызывает у человека уверенность, а в экстренной ситуации это может быть решающим.

Глава 2. Дизайнерская часть проекта

2.1. Концепция мобильной системы  экстренной помощи при ДТП

Концепция мобильной системы экстренной помощи при ДТП основана на продуктивном и эффективном взаимодействии оператора и свидетеля ДТП для оказания своевременной помощи пострадавшему прямо на месте происшествия.

Такая система поможет сократить количество смертей от внутренних кровотечений на догоспитальном этапе. Судя по проведенному в рамках исследования опросу, в экстренной ситуации люди готовы помочь пострадавшим, но, как правило, не знают правил оказания первой помощи и поэтому боятся сделать что-то не так, навредить другому человеку.

Позвонив в скорую, человек, отвечая на вопросы оператора, обрисует тому создавшуюся на месте происшествия ситуацию, а тот сможет принять решение, отправлять ли БПЛА с гемостатическим прибором.

Так же при принятии решения об отправке системы на место ДТП оператор должен учитывать погодные условия, так как сильный ветер, снегопад и тому подобное может помешать безопасной доставке установки к месту назначения.

Прямая связь с оператором, способным дать указания, что и как делать, позволит людям без опасений помочь другим. Оператор, в свою очередь, через камеры, установленные на средстве связи, имеет возможность следить за происходящим на месте происшествия и дать инструкцию, как воспользоваться гемостатическим прибором, входящим в состав мобильной системы экстренной помощи при ДТП.

Технически обеспечена связь между прибором и оператором. Во время работы прибора (сканирования и терапии) изображение, формирующееся прибором, отображается на экране у оператора. По этому изображению оператор определит наличие внутренних кровотечений в сканируемой конечности. Так же по такому изображению будет понятно, какой сосуд поврежден, артерия или вена, так как цветом показывается направление движения крови относительно прибора, красным – вектор кровотока совпадает с вектором движения прибора, синий – кровоток идет в направлении навстречу прибору. Для сканирования сосудов конечностей необходимо передвигать прибор вдоль их расположения, в направлении от сердца к стопе или кисти.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Заказать диссер

Фактически, помощник пострадавшего выполняет в основном функцию удаленного манипулятора, позволяющего оператору управлять передвижением прибора. Так же по инструкции оператора он должен надеть сдавливающую манжету на конечность, в которой, предположительно, может быть внутреннее кровотечение.

Фактически, помощник пострадавшего выполняет в основном функцию удаленного манипулятора, позволяющего оператору управлять передвижением прибора. Так же по инструкции оператора он должен надеть сдавливающую манжету на конечность, в которой, предположительно, может быть внутреннее кровотечение. Такая манжета замедлит течение крови в поврежденной конечности, но при этом не остановит его полностью, что позволит сработать прибору, так как и наблюдение за кровотоком и поиск внутреннего кровотечения может осуществляться только в случае наличия кровотока. Поиск места разрыва или нарушения целостности стенки сосуда происходит за счет того, что в этой области скорость крови будет возрастать по сравнению с общей скоростью кровотока в этом сосуде.

Для обеспечения максимально быстрой помощи пострадавшим во время ДТП было принято решение использовать беспилотный аппарат вертикального взлета-посадки с несущими винтами, которые размещены по углам летающей платформы. Вращение винтов обеспечивают электромоторы, получающие питание от бортовых аккумуляторов. Гексакоптер оборудован автопилотом, способным принимать GPS и ГЛОНАСС сигналы, что позволяет ему ориентироваться в пространстве и выполнять полеты с высокой точностью по заданным маршрутам до места ДТП. Так для улучшения ориентирования в пространстве беспилотный аппарат оборудован техническим зрением, что позволит ему избегать препятствий на пути к месту назначения.

С целью облегчения конструкции, что необходимо для улучшения полетных характеристик аппарата, при изготовлении шасси гексакоптера необходимо использовать карбоновые элементы. В отсеке (кейсе) в корпусе гексакоптера располагается необходимое оборудование для оказания медицинской помощи при внутренних повреждениях кровеносной системы.

Основным устройством является прибор для тераностики, использующий технологию фокусированного ультразвука высокой интенсивности (рис. 2.6).

Он объединяет в себе функции как диагностического прибора, позволяющего с помощью использования эффекта Допплера обнаруживать закрытые разрывы кровеносных сосудов, так и аппарата для осуществления терапии. В данном случае под терапией подразумевается остановка внутреннего кровотечения посредством образования временного тромба в месте повреждения сосуда, что сократит кровопотери и поможет сохранить полноценную жизнь пострадавшему. Временным этот тромб называется потому, что после доставки пострадавшего в госпиталь проводится хирургическая операция по удалению этого тромба, для восстановления целостности сосуда и нормализации кровотока в поврежденной конечности.

В этом случае получается, что, несмотря на то, что сосуд был перекрыт тромбом, кровоснабжение пострадавшей конечности было сохранено, хоть и в меньшем объеме, по оставшимся целыми сосудам, в частности, за счет коллатерального кровообращения. Таким образом, предотвращается отмирание конечности из-за отсутствия кровообращения в ней.

Для выполнения поставленной задачи — первая помощь в ДТП, в частности, остановка внутренних кровотечений, лицами без медицинского образования, в комплект гемостатической ультразвуковой установки, помимо БПЛА, выполняющего функцию доставки ее на место происшествия, и дополнительных компонентов для более эффективного применения прибора, должны входить средства связи с оператором.

Оператор выполняет целый ряд обязанностей, обеспечивающих функционирование мобильной системы экстренной помощи при дорожно-транспортных происшествиях.

К этим средствам могут относиться наушники (через которые помогающий будет получать указания), налобная камера (через нее оператор сможет происходящее на месте ДТП), а так же микрофон (для улучшения слышимости между оператором и помогающим).

К компонентам, обеспечивающим эффективное применение прибора, относятся: ультразвуковой гель, обеспечивающий акустическую связь между излучателем и поверхностью тела пострадавшего; специальные ножницы для разрезания одежды. Ножницы необходимы в том случае, если нет возможности оголить конечности для сканирования, так как одежда является препятствием для нормального функционирования ультразвукового прибора, сильно рассеивая ультразвуковой поток.

2.2. Разработка и обоснование эргономической схемы

При проектировании ультразвукового прибора необходимо уделить особое внимание его эргономичности, так как от этого будет зависеть эффективность, функциональность и быстрота его использования.

При сканировании объекта осуществляется поступательное движение прибора (и руки помогающего человека, соответственно), что учитывалось при эргономическом исследовании. В процессе разработки были рассмотрены различные варианты форм прибора с целью определения наиболее оптимальной. При анализе использовались следующие пункты (рис. 2.9):

• соответствие техническим условиям;
• компактность;
• размер;
• интуитивность захвата;
• положение руки;
• устойчивость прибора на поверхности.

Наиболее оптимальными и эффективными хватами руки являются цилиндрический, кулачковый и шаровой. При цилиндрическом хвате в положении, когда ладонная поверхность перпендикулярна сканируемому объекту, кисти двигается очень свободно, что мешает стабильному положению руки, необходимому для эффективного проведения диагностики и лечения ультразвуковым прибором. Кулачковый хват предполагает очень тонкую рукоять прибора, что может уменьшить ее ударопрочность. Шаровой хват удобен, но не позволяет оценить правильность направления сканирования при работе с прибором. В данном случае необходимо было выбрать наиболее стабильное положение человеческой кисти, с наименьшей амплитудой движения.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена магистерской

Именно поэтому было выбрано горизонтальное положение ладони, на иллюстрации — справа, так как в этом случае амплитуда движения кисти составляет всего 30° от нейтрального положения в обе стороны, в отличие от вертикального положения кисти, при котором амплитуда движения составляет 90°.

В результате была выбрана форма прибора, при которой осуществляется цилиндрический хват руки при горизонтальном положении ладонной поверхности, что позволяет надежно держать прибор в руке и управлять им.

Многие приборы, предназначенные для манипуляций, осуществляемых кистью руки, спроектированы таким образом, что они удобны только правшам. Очень важно, чтобы разрабатываемый прибор был удобен любому человеку, пришедшему на помощь.

Поэтому учтено, что помогающий на месте ДТП может оказаться как правшой, так и левшой, вследствие чего форма прибора сделана симметричной, что предполагает использование любой рукой.

2.3. Дизайнерское решение ультразвукового гемостатического прибора

В результате проведенного эргономического анализа и поиска подходящего технического решения было сформировано дизайнерское решение ультразвуковой гемостатической установки.

Данный прибор учитывает антропометрические данные человека, в частности, человеческой кисти, что позволяет обеспечить комфорт для среднестатистического пользователя. Плавная и округлая форма прибора обусловлена как техническими условиями (основной действующий элемент, пьезокерамический излучатель, в верхней проекции имеет форму круга диаметром 80 мм), так и необходимостью создания психологического комфорта для пользователя, так как условия использования данного прибора подразумевают состояние стресса и беспокойства. Во время стресса руки могут потеть и прибор может выскользнуть из руки. Поэтому во избежание такой ситуации с целью более надежного удержания прибора рукой контактная поверхность покрыта резиновой накладкой со специальной мелкой текстурой, которая надежно «прилипнет» к мокрой руке. Накладка состоит из двух частей: более крупная — для ладонной поверхности, узкая вытянутая имеет подпальцевые выемки, что позволяет прибору лучше ложиться в руку. Так же для большей ясности на верхней большой накладке есть объемное изображение ладони, подсказывающее пользователю, как брать прибор в руки.

Предполагаемый сценарий использования прибора следующий:

• прибор оснащен ИК-датчиком (инфракрасным), который позволяет перевести прибор в рабочий режим сканирования. Человеку достаточно правильно взять его в руки и включится диагностический режим. RGB-диод информирует о том, в каком режиме находится прибор.
• Через наушники человек получит инструкции от оператора, с какой точки начать сканирование и в каком направлении. Сканирование начинается либо с подмышечной впадины, либо с части ноги рядом с паховой областью. Производится по направлению к кончикам пальцев. Контроль процесса сканирования производится оператором.
• При нахождении повреждения или разрыва сосуда прибор подает сигнал и, по инструкции оператора, помогающий должен остановить сканирование и оставить руку с прибором над местом локализации кровотечения.
• Оператор дистанционно включает режим фокусированного ультразвука, образующий тромб в месте повреждения сосуда, по окончании терапии снова включается режим сканирования для наблюдения результата воздействия фокусированным ультразвуком. Время воздействия фокусированным ультразвуком колеблется в районе двух секунд.

Определены несколько режимов работы прибора и их соответственная цветовая индикация:

• режим ожидания – мигание желтым цветом;
• сканирование – синий цвет;
• момент нахождения кровотечения – мигание синего цвета;
• воздействие фокусированным ультразвуком – оранжевый цвет;
• прибор разряжен – мигание красным;
• зарядка прибора – красный цвет;
• прибор заряжен – зеленый цвет

Зарядка прибора осуществляется посредством подключения кабеля электропитания к стандартному разъему микро-USB, имеющемуся на корпусе прибора.

Важным параметром при формировании дизайнерского решения данного прибора является его цветовое решение. Типичными для медицинских ультразвуковых устройств являются белый и серый цвета, которые используются и в проектируемом приборе. Так же для элементов, которые в первую очередь должны оказаться в фокусе внимания человека, так как за эти элементы он будет удерживать прибор в руке, выбран синий цвет. Синий цвет выбран, исходя из специфики ситуации, в которой происходит применение прибора, и психологического состояния пользователя, соответственно. Этот цвет рефлекторно вызывает у человека уверенность, а в экстренной ситуации это может быть решающим.

2.4. Разработка транспортного кейса

Доставка гемостатического прибора на место ДТП происходит с помощью беспилотного летательного аппарата. На нем и установлен транспортный кейс, который легко открывается нажатием кнопки. Транспортный кейс закреплен на БПЛА с помощью подпружиненных защелок.

БПЛА имеет подсветку, расположенную на кожухах электромоторов. Так же он оснащен камерой, осуществляющей функционирование технического зрения аппарата и позволяющей оператору следить за полетом и посадкой дрона.

Такой гексакоптер является одним из самых больших коптеров для группы микро-БПЛА, его общий диаметр, включая лопасти, составляет порядка одного метра.

Для полноценной работы гемостатического прибора необходимо наличие дополнительных компонентов, позволяющих сделать экстренную помощь более эффективной, и обеспечивающих условия для работы устройства. Поэтому помимо самого прибора транспортный кейс содержит в себе и некоторые другие компоненты.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Заказать диссер

В состав транспортного кейса входят следующие компоненты:

• гемостатический прибор;
• сдавливающая манжета (Жгут SWAT);
• ножницы для разрезания одежды;
• средство связи с оператором.

Выше описывалось, для чего нужна сдавливающая манжета. В данном случае в качестве сдавливающей манжеты выбран жгут SWAT. Существуют различные варианты кровоостанавливающих жгутов, выбранный же вариант хорош тем, что он максимально компактен и прост в применении. Графическая подсказка, нанесенная на всю поверхность жгута, позволяет затянуть его с определенной силой, не передавив конечность. Жгут необходимо натягивать до того момента, как изображенные овалы станут кругами, а ромбы – квадратами. Свободный конец жгута следует заправить под предыдущие слои.

Средство связи с оператором представляет собой наушники с встроенным микрофоном и камерой. Через них помогающий человек получает инструкции и указания для дальнейших действий. Контакт между оператором и человеком на месте ДТП осуществляется через спутниковый канал связи. Такая связь не зависит от наземных станций, что позволяет наладить ее между любыми точками. Системы подвижной спутниковой связи используются для организации связи между мобильными объектами, такими как автомобили, воздушные и морские суда и тому подобное. Иногда во время осуществления такой связи может происходить задержка сигнала, но при правильной настройке связи и хорошем оборудовании этот недостаток может быть сведен к минимуму.

Камера, установленная на наушниках, позволяет фиксировать происходящее на месте дорожно-транспортного происшествия, а так же дает оператору представление о создавшейся ситуации и состоянии пострадавшего.

Ножницы для разрезания одежды, включенные в состав транспортного кейса, имеют особую форму, позволяющую им легко разрезать даже очень плотные ткани, что действительно важно, так как для нормального функционирования прибора сканируемая конечность должна быть обнажена.

Изогнутая форма обеспечивает эргономичный хват, так как нет необходимости сгибать кисть, чтобы плотнее прижать ножницы к телу пациента. При этом на кончике лезвия есть специальный язычок, позволяющий откидывать разрезанную одежду в сторону.

Масса таких ножниц незначительна – примерно 70 грамм, а общая длина равна 16 см.

2.5. Выводы

В ходе разработки дизайнерской части проекта были учтены функциональные требования к компонентам системы. Были выявлены эргономические особенности каждого объекта, что особенно важно в условиях экстренной ситуации. Предложены дизайнерские решения гемостатической ультразвуковой установки и транспортного кейса на БПЛА с учетом эстетики. Выбрано цветовое решение, не усугубляющее тревожное психологическое состояние человека, помогающего пострадавшему.

Глава 3. Техническая часть проекта

3.1. Определение основных геометрических и технических параметров

Определение основных геометрических и технических параметров является основой для успешной разработки функционального, эргономичного прибора.

3.1.1. Гемостатический прибор

В результате анализа технических аналогов было выявлено, что ультразвуковой прибор, использующий фокусированный ультразвук должен состоять из следующих компонентов:

• Фазированной решетки, которая, в свою очередь, состоит из:
• вогнутого пьезоэлемента;
• демпфера (микропористой резины), выполняющего функцию гасителя колебаний;
• согласующего слоя, для лучшей проводимости ультразвука.
• Платы драйвера.
• Платы процессора.
• Усилителя напряжения, обеспечивающего изменение подаваемого с аккумулятора напряжения в то напряжение, которое необходимо для генерации ультразвуковых колебаний.
• Аккумулятора.

Данные элементы необходимо располагать в написанной последовательности, так как в этом порядке происходит их функционирование. Но это условие лишь незначительно ограничивает вариативность окончательной компоновочной схемы устройства прибора.

В процессе анализа технической информации было принято решение в качестве источника ультразвуковых волн использовать многоэлементный преобразователь, с управляемыми фазами (фазированную решетку), так как именно такой метод позволяет наилучшим образом контролировать пучок ультразвуковых волн, в том числе посредством электронного управления передвигать фокус прибора в рамках трех измерений (рис. 3.2). Одноэлементные преобразователи не могут изменять свое фокусное расстояние, что принципиально важно в данном случае. Многоэлементные преобразователи, состоящие из нескольких пьезокерамических линз, хотя и позволяют изменять глубину, на которой находится фокальная область, но это изменение осуществляется механически, перемещением линз относительно друг друга. Такой способ порождает громоздкую конструкцию и медлительность в процессе работы, так как на передвижение линз необходимо затратить некоторое количество времени.

Размер фазированной решетки пьезопреобразователей (80 мм) выбран исходя из применявшейся для аналогичных целей решетки, упоминавшейся в книге Гаврилова «Фокусированный ультразвук высокой интенсивности в медицине». В данном издании было указано, что для опытов изготавливалось несколько вариантов решетки, от 64 до 256 элементов. В данном случае подходит вариант с 64 элементами, так как область для воздействия прибора не велика, что снимает необходимость использования 256 элементов, создающих в фокальной точке гораздо большую интенсивность ультразвука, чем 64. Размер излучающей линзы обусловил диаметр прибора, так как линза является самым крупным техническим элементом устройства.

3.1.2. Беспилотный летательный аппарат

В результате анализа аналогов было принято решение использовать беспилотный летательный аппарат типа гексакоптер. Под задачи данного проекта подходит автономный, а не дистанционно пилотируемый коптер. Оператор посылает на дрон координаты места назначения, в процессе полета пользуясь техническим зрением аппарат способен избежать столкновения с незапланированными препятствиями.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Заказать диссер

Внутреннее устройство гексакоптера включает в себя:

• плату процессора;
• бесколлекторные двигатели;
• контроллер скорости;
• Li-Po аккумулятор;
• полетный контроллер;
• модуль GPS;
• приемник 2,4 ГГц;
• камеру с передатчиком FPV 900 МГц.

Размеры и характеристики гексакоптера выбраны таким образом, чтобы он мог выдерживать необходимую полезную нагрузку в несколько килограмм и при этом оперативно доставлял кейс на место происшествия. Для максимального облегчения конструкции основные элементы выполнены из карбона.

3.2. Разработка и обоснование компоновочной схемы прибора

В процессе разработки прибора была создана его окончательная компоновочная схема. Такая компоновочная схема компактно умещает все функциональные элементы в корпус в указанной в предыдущем пункте последовательности.

Для управления прибором используется плата процессора. На плату напаян диод, сигнализирующий пользователю о том, в каком режиме находится прибор в данный момент.

3.3. Технология изготовления и выбор материалов

Разрабатываемая система мобильной помощи предназначена для использования вне помещений, что является одним из определяющих факторов при выборе материалов, из которых будут изготовлены элементы системы. Так же материалы должны быть ударопрочными, что позволит избежать повреждения устройств во время их эксплуатации. Вес материалов так же имеет значение, так как транспортный кейс располагается на беспилотном летательном аппарате, лишняя весовая нагрузка на который может отрицательно сказаться на эффективности и быстродействии системы.

Наиболее популярным материалом для изготовления корпусов изделий является пластик АБС (акрилонитрилбутадиенстирол), но в данном случае он не подходит под поставленные выше критерии. Это довольно дешевый материал, но при этом хрупкий, а ультрафиолетовое излучение может оказывать негативное влияние, что ограничивает его использование вне помещений.

Исходя из обозначенных критериев, можно сделать вывод, что лучшим вариантом материала для корпуса прибора и транспортного кейса, средства связи и рукояток ножниц может служить поликарбонат.  Этот пластик обладает определенным рядом преимуществ: устойчивость к любым механическим повреждениям, стойкость при температурном воздействии, не реагирует на воздействие слабого ультрафиолетового излучения и химических реагентов. При этом поликарбонат обладает проницаемостью для радиоволн, что позволяет сохранять качество связи на наилучшем уровне.

Материалом для текстурированных накладок на приборе может служить силиконовая резина. Она совсем не токсична, что определяет популярность ее применения в медицинской сфере. Этот материал устойчив к воздействию света и воздуха, не портится от перепада температур, что позволяет при необходимости обрабатывать изделия из него кипятком. Слабые химические реагенты так же не воздействуют на силиконовую резину.

Элементы и из поликарбоната, и из силиконовой резины могут изготавливаться способом литья.

В ультразвуковом приборе использованы полиамидные винты, что позволяет дополнительно снизить вес изделия.

Лезвия ножниц для разрезания ткани изготавливаются из нержавеющей стали, что позволяет им сохранять свою прочность и остроту режущей кромки долгое время.

3.4. Технико-экономическая оценка проекта

Технико-экономическая оценка проекта позволяет представить, какие затраты предстоят при внедрении проектируемого продукта на рынок. Необходимо рассчитать себестоимость продукта, учесть заработную плату рабочих, выполняющих работы по производству данного объекта, а так же стоимость проекта в целом.

Условно тираж продукции составляет 100 шт.: БПЛА, ультразвуковой прибор, ножницы для разрезания одежды, средство связи. Данное количество принято для расчета запуска производства как мелкосерийного и пробного.

Необходимо арендовать рабочий цех. Для расчета выбрано помещение площадью 250 м2. Арендная плата составляет 250 р/м2, а стоимость месяца – 62 500 рублей.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена магистерской

Персонал:

• рабочий по обслуживанию (1 чел.) – 15 000 руб./мес.;
• рабочие по сборке (2 чел.) – 20 000 руб./мес.;
• электронщик – 20 000 руб./мес.;
• проектировщик (1 чел.) – 25 000 руб./мес.;
• директор – 40 000 руб./мес.;
• оператор цеха – 30 000 руб./мес.

Налоги по выплате заработных плат – 37,5 %

Итог по зарплатам: 261 250 рублей.

Необходима покупка оборудования:

• универсально-фрезерный станок – 100 000 руб.;
• литьевая машина для пластмасс – 150 000 руб.;
• пресс гидравлический – 50 000 руб.;
• паяльный комплект – 5 000 руб.;
• вспомогательный инструмент – 15 000 руб.

Итог по оборудованию: 320 000 рублей.

В таблице 3.1 приведены расходы на изготовление БПЛА. На рисунке 3.6 представлен комплект карбоновых элементов БПЛА.

Таблица 3.1. Таблица расходов на изготовление БПЛА

Таблица 3.2. Таблица расходов на изготовление ножниц для разрезания одежды

Таблица 3.3. Таблица расходов на изготовление ультразвукового прибора

Таблица 3.4. Таблица расходов на изготовление средства связи

Себестоимость продукции рассчитывается: расход материала, энергии, зарплаты, аренды.

БПЛА с транспортным кейсом = (125 923,05*100 (Сырье и основные материалы) + 700 (Топливо и электроэнергия на технологические цели) + 130000*12 (Оплата труда основных производственных рабочих) + 130000*12*0,2 (Общехозяйственные расходы) + 125 923,05*100*0,05 (Расходы на транспортировку и упаковку)) / 100 = 155 266,2025 руб. (Себестоимость единицы продукции).

Ножницы для разрезания одежды = (251,2*100 (Сырье и основные материалы) + 400 (Топливо и электроэнергия на технологические цели) + 3000*12 (Оплата труда основных производственных рабочих) + 3000*12*0,2 (Общехозяйственные расходы) + 251,2*100*0,05 (Расходы на транспортировку и упаковку))/100 = 692,75 руб. (Себестоимость единицы продукции)

Ультразвуковой прибор = (7 675,14*100 (Сырье и основные материалы) + 700 (Топливо и электроэнергия на технологические цели) + 90000*12 (Оплата труда основных производственных рабочих) + 90000*12*0,2 (Общехозяйственные расходы) + 7 675,14*100*0,05 (Расходы на транспортировку и упаковку))/100 = 15 520,75 руб. (Себестоимость единицы продукции).

Средство связи = (3 082,2*100 (Сырье и основные материалы) + 700 (Топливо и электроэнергия на технологические цели) + 90000*12 (Оплата труда основных производственных рабочих) + 90000*12*0,2 (Общехозяйственные расходы) + 3 082,2*100*0,05 (Расходы на транспортировку и упаковку))/100 = 5 435,275 руб. (Себестоимость единицы продукции)

Цена оптовой продажи на единицу продукции рассчитывается через себестоимость за единицу продукции плюс норма прибыли.

БПЛА с транспортным кейсом = 155 266,2025 руб.*25%= 194 082,75 руб.

Для сравнения в качестве аналога выбран DJI S900: стоимость 218 000 руб. с покупкой дополнительного оборудования.

Транспортный кейс: 9 000 руб.

Всего: 227 000 руб.

Нужна помощь в написании магистерской?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Ножницы для разрезания одежды = 692,75 руб. .*25% = 865 руб.

Ультразвуковой прибор = 15 520,75 руб. *25% = 19 400 руб.

Средства связи = 5 435,275 руб. *25% = 6 794 руб.

Стоимость всей системы: 194 082,75 руб.+ 865 руб.+ 19 400 руб.+ 6 794 руб.= 221 141 руб.

3.5. Выводы

При разработке технической части проекта необходимо учитывать как функциональность конкретного объекта, так и варианты материалов и технологий, посредством которых этот объект может быть изготовлен. В зависимости от этого могут меняться некоторые аспекты, а при разработке корпусов изделий необходимо учитывать наличие ребер жесткости, что может повлиять на общий объем изделия. При выборе дизайнерского решения были учтены выбранные геометрические и технические параметры проектируемых объектов.

Заключение

Целью данной  диссертации стояло создание дизайн-концепции мобильной системы экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки.

В ходе разработки были решены следующие исследовательские задачи:

1. Рассмотрена ситуация с ДТП в России в целом, изучены статистические данные и обозначены основные причины смертности в ДТП.
2. Изучены описания основных видов повреждений кровеносной системы в экстренных ситуациях, методы их диагностики и первой помощи.
3. Исследована возможность доставки гемостатической ультразвуковой установки беспилотными летательными аппаратами.
4. Проведен анализ аналогов основных компонентов системы, определены тенденции рынка, выбраны прототипы.
5. Проведен патентный поиск по компонентам системы мобильной экстренной помощи.
6. Определены требования к системе мобильной экстренной помощи при ДТП с точки зрения эргономики, конструктивного и эстетического подходов.
7. Разработан дизайн-проект системы мобильной экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки.

В результате разработки создан дизайн-проект системы мобильной экстренной помощи при ДТП с применением гемостатической ультразвуковой установки с учетом необходимых критериев.

Разработанная модель должна обеспечить оказание качественной экстренной медицинской помощи пострадавшим в дорожно-транспортных происшествиях с повреждениями кровеносной системы.

Данный проект участвовал в двух выставках: биеннале дизайна Модулор-2015 (приложение А) и Пикник в Политехническом.

Так же была написана статья для Недели Науки СПбПУ.

Для презентации проекта созданы два выставочных плаката (приложение Б), презентация, макет и анимация.

Магистерская диссертация выполнена с использованием следующих программ: SolidWorks, Keyshot, Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, Adobe After Effects, Microsoft Word.

Список использованных источников

1. Медицинский центр Оптима [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://optima-mc.ru/services/specialists/priyem-uz-diagnostiki/ (дата обращения: 11.06.2016).
2. Фонд содействия безопасности дорожного движения [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://saferoads.com.ua/38/38/ (дата обращения: 11.06.2016).
3. «ГУОБДД МВД России»
Официальный сайт Госавтоинспекции [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.gibdd.ru/ (дата обращения: 11.06.2016).
4. Выживание.com: информационно-аналитический портал [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.vigivanie.com/avari9/3378-russia-cr.html (дата обращения: 11.06.2016).
5. Пульцеровский центр, некоммерческая журналистская организация [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://pulitzercenter.org/projects/roads-kill-traffic-safety-world-health-organization-united-nations-fatalities-pulitzer-center-reporting-interactive-map-data-visualization (дата обращения: 11.06.2016).
6. Первая помощь при ДТП [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://www.gaz-club.com.ua/forum/viewtopic.php?f=26&start=0&t=7733&view=print (дата обращения: 11.06.2016).
7. Feldsher.RU. Неформальный сайт скорой помощи [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://feldsher.ru/obuchenie/article/travmatologiya-chs/taktika_pri_oslozhnennykh_travmakh_pri_dtp/ (дата обращения: 11.06.2016)
8. Портал о здоровье [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.ayzdorov.ru/lechenie_krovotechenie_chto.php (дата обращения: 11.06.2016).
9. Акопян Б.В., Ершов Ю.А. // «Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами» // Учебное пособие. — М.: МГТУ им Н. Э. Баумана, 2005. — 224 с.
10. Л.Р. Гаврилов // «Фокусированный ультразвук высокой интенсивности в медицине» // ФАЗИС, Москва 2013 г., 656 стр.
11. Применение ультразвука в медицине: Физические основы: Пер. с англ./Под ред. К. Хилла. — М.: Мир, 1989. — 568 с.
12. Наука 21 век, научно-популярный журнал [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://nauka21vek.ru/archives/52813 (дата обращения: 11.06.2016).
13. Наука и инновации СПбПУ. Сайт СПбПУ Петра Великого [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://science.spbstu.ru/laboratories/laboratoriya_meditsinskaya_ultrazvukovaya_apparatura/ (дата обращения: 11.06.2016).
14. УЗИ ст. Глобальный обзор рынка УЗИ [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.uzist.ru/reports/hcu-market-2011-2016.html#.V1xjqvmLTIU (дата обращения: 11.06.2016).
15. Mindray Medical International Limited [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.mindray.com/ru/homepage/index.html (дата обращения: 11.06.2016).
16. Siemens Healthcare GmbH [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.healthcare.siemens.com/ultrasound/options-and-upgrades/upgrades/p10-upgrade (дата обращения: 11.06.2016).
17. Mobisante [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.mobisante.com/products/product-overview/ (дата обращения: 11.06.2016).
18. Пат. 2139745 Российская Федерация, МПК A61N7/00, A61B17/225. Устройство для воздействия ультразвуком на внутренние участки организма человека/ Догадов А.А.; Конопацкая И.И.; Гладилин А.В.; заявители и патентообладатели Догадов А.А.; Конопацкая И.И.; Гладилин А.В.; заявл. 23.06.1998; опубл. 20.10.1999.
19. Пат. 2210409 Российская Федерация, МПК A61N007/02 , A61F007/00. Система фокусированного воздействия ультразвуком высокой интенсивности для сканирования и лечения опухолей / Чун цин хифу текнолоджи КО., ЛТД.; авторы: Уонг Чжилун, Уонг Чжибиао, Ву Фенг, Бай Цзин; патентообладатель: Чун цин хифу текнолоджи КО. ЛТД.; заявл. 18.12.1998; опубл. 20.08.2003.
20. Пат. 20100204577 США, МПК А61N7/00, А61B8/00. «Systems and methods for performing acoustic hemostasis of deep bleeding trauma in limbs») / ACOUSTX CORPORATION.; авторы: K. Michael Sekins, John Kook, Ed Caldwell; патентообладатель: ACOUSTX CORPORATION; заявл. 19.04.2010; опубл. 12.08.2010.
21. Henderson PW1, Lewis GK, Shaikh N, Sohn A, Weinstein AL, Olbricht WL, Spector JA. A portable high-intensity focused ultrasound device for noninvasive venous ablation. J Vasc Surg. 2010 Mar;51(3):707-11.
22. Новый рынок: беспилотные летательные аппараты. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://tboil.ru/tboilevents/files/eventfiles/405/%D0%A0%D1%8B%D0%BD%D0%BE%D0%BA%20%D0%91%D0%9F%D0%9B%D0%90.pdf (дата обращения: 11.06.2016).
23. ZALA AERO GROUP Беспилотные системы [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://zala.aero/ (дата обращения: 11.06.2016).
24. Квадрокоптеры.ру/ [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://quadrocoptery.ru/dji-spreading-wings-s900-review/ (дата обращения: 11.06.2016).
25. 3DNews — Daily Digital Digest [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.3dnews.ru/825760 (дата обращения: 11.06.2016).
26. Freefly Systems [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://freeflysystems.com/alta-8 (дата обращения: 11.06.2016).