Ультразвуковые манжеты подогревают кровь на поле боя
стоимость и Тактическая роль солдата его подготовки всегда растут. Перед современным руководством неизбежно появляется неприятность пополнения живой силы за счёт возвращения в строй предельного количества раненых.
Учёные внесли предложение армейским новое ответ: портативный полевой детектор, разрешающий добиться свёртывания крови при помощи ультразвука.
Большая часть операций последнего времени, которые связаны с важными утратами, велись в условиях плотной застройки. В городе пара усложняются вопросы медицинского обеспечения.
Как, к примеру, в уличной бойне, где любой лишний ход может вывести на линию огня, организовать эвакуацию? Непросто, в особенности в случае если гражданское население также относится к армиям достаточно очень плохо.
Одновременно с этим процент безвозвратных утрат в следствии неоказания своевременной медицинской помощи – достаточно важная цифра. К примеру, по информации из официальных источников Минобороны США (DoD), с момента вторжения в Ирак (в 2003-м) по сентябрь 2008 года включительно число погибших на протяжении военных действий составило 3376 человек, и около четверти из них – в следствии ранений.
Геморрагический шок – состояние, которое связано с острой кровопотерей. К тяжёлому шоку приводит утрата более литра либо 25% всей крови (у взрослого мужчины весом 70 килограммов количество крови образовывает около 4,9 литра).
Обратимый шок характеризуется следующими симптомами: запустевают подкожные вены, ощущается похолодание конечностей. При необратимом шоке (кровопотеря более 50%) происходит падение жизненных функций, растёт пульс, а позже раненый теряет сознание (фото с сайта bagnewsnotes.typepad.com).
Одна из распространённых обстоятельств утрат – внутреннее кровотечение, обычно кроме того более страшное для жизни, чем открытая рана. При самом нехорошем раскладе оно может привести к необратимому геморрагическому шоку практически за 60 секунд.
Но кроме того в случае если травма не весьма сильная, кровопотерю нужно остановить в течение нескольких часов, в другом случае риск летального финала быстро возрастает.
Соответственно, армейским было нужно устройство, которое разрешило бы, с одной стороны, скоро диагностировать внутреннее кровотечение, а с другой, не меньше скоро его остановить. Клиентом для того чтобы девайса выступило агентство DARPA, а проект взял кодовое имя «Звуковая коагуляция внутреннего кровотечения» (Deep Bleeder Acoustic Coagulation – DBAC).
Сверхвысокочастотные звуковые колебания употребляются во многих медицинских приложениях – во всем известном УЗИ, к примеру (иллюстрация DARPA).
Первоначально борьбу вели пара групп разработчиков. Так, ещё в 2006 году эксперты из американского подразделения Philips Research и лаборатории прикладной физики университета Вашингтона (APL) представили собственный прототип «ультразвукового жгута» (ultrasound tourniquet).
Но в последних числах Сентября нынешнего года армейские заявили о заключении договора с другим консорциумом – в составе компании Siemens, Техасского сельскохозяйственно-механического университета (Texas AM University) и всё той же лаборатории APL.
Новый «полуавтоматический ультразвуковой манжет» DBAC рекомендован для «нейтрализации негативных последствий ранения конечностей» и возможно наложен самостоятельно, причём чуть ли не под огнём соперника. Хм-м-м… Лечим кровотечение высокими частотами?
Звучит интригующе.
Тысячи обёрнутых около определённой части тела ячеек образуют что-то наподобие антенной решётки, лишь излучающей не электромагнитные волны, а ультразвук (иллюстрация DARPA).
В действительности исследования действия ультразвуком (high intensity focused ultrasound) ведутся уже не первый год. А также – для бесконтактной хирургии.
В 2001-м кроме того было создано Интернациональное общество терапевтического ультразвука (International Society for Therapeutic Ultrasound — ISTU), на конференциях которого учёные обсуждают последние успехи в области лечения опухолей, сердечных болезней а также коррекции фигуры посредством интенсивной звуковой волны.
А дело тут вот в чём. Путём фокусировки ультразвука возможно добиться локального нагрева внутренних тканей до температуры, достаточной для свертывания крови.
Причём без перегрева «ненужных» клеток и органов: вблизи источника излучения интенсивность волны низкая, так что они не повреждаются. Данный же принцип использован в DBAC.
Кстати, в повседневной судьбе эффект Доплера также присутствует: у приближающегося автомобиля с включённой сиреной, например, высота звука будет выше, чем в то время, когда он поравняется с вами, – тогда сигнал будет более глухим (иллюстрация DARPA).
Но дабы реализовать на практике эти превосходные особенности сверхвысокочастотных упругих волн, нужно решить второй вопрос: как совершить диагностику – неспециалисту и в буквальном смысле «на коленке».
Для этого разработчики применяли эффект Доплера, другими словами длины волны и изменение частоты, вызванное перемещением источника. Астрофизики посредством этого явления определяют скорость перемещения и температуру далёких звёзд, но и в физиологии ему нашли использование: скорость крови возможно выяснить по рассеянию ультразвука в неоднородностях внутренних тканей.
Обёрнутый около повреждённой конечности манжет, напоминающий измеритель давления, «обстреливает» организм ультразвуковыми импульсами – большое смещение частоты должно сигнализировать о точке кровоизлияния, которую прибор тут же локализует.
В фокальной области интенсивность «облучения» быстро возрастает, и нагрев за счёт поглощения волны достаточен для стремительного теплового разрушения белков (иллюстрация DARPA).
Затем и происходит фокусировка излучения с свёртыванием крови и нагревом тканей. А это разрешает обеспечить дополнительное время для эвакуации – крайне важное в боевой обстановке.
DARPA ожидает, что рабочий прототип «заживлятеля» покажется через 18 месяцев, но отдельные его функции, а также ультразвуковая коагуляция, уже были опробованы армейскими в лабораторных условиях.
