Спосіб формування газового середовища, що використовується для дихання та система для його здійснення

Изобретение относится к способам и техническим средствам формирования газовой среды, предназначенной для дыхания, посредством изменения состава и/или свойств атмосферной воздушной среды. В качестве прототипа заявляемого изобретения может рассматриваться способ' формирования газовой среды, предназначенной для дыхания, посредством введения в атмосферную воздушную среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ [1]. Особенностью этого известного способа является возможность выбора одного из нескольких исходных ве ществ, пары, и/или аэрозоли которого вводят в атмосферную воздушн ую среду, предназначенную для дыхания. Вместе с тем, недостатком этого известного способа является невозможность формирования газовой среды, оказывающей воздействие на естественную регуляцию интенсивности дыхания пользователя (с целью увеличения эффективности ингаляции паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ). Известное устройство для осуществления способа-прототипа характеризуется наличием двух или более аэрозольных контейнеров, заполненных различными исходными веществами, причем в атмосферную воздушную среду могут вводиться пары и/или аэрозоли одного из указанных веществ, однако дополнительная стимуляция дыхания пользователя с помощью этого устройства невозможна. Принимая во внимание изложенное, задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в осуществлении мер, обеспечивающих формирование газовой среды, дополнительно мобилизующей резервы естественной активации физиологических возможностей организма пользователя для повышения эффективности ингаляции паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ, Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. При формирования газовой среды, предназначенной для дыхания, посредством введения в атмосферную воздушную среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ, осуществляют прерывистый режим введения в атмосферную. воздушн ую среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ и периоды формирования газовой среды, осуществляемого указанным способом, чередуют с периодами формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода. При этом формирование газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода, могут осуществлять посредством формирования гипоксически-гиперкапнической газовой смеси, причем формирование последней могут осуществлять либо посредством реализации полного или частичного возвратного дыхания, либо посредством реализации дыхания с дополнительным мертвым пространством. Кроме того, периоды формирования газовой среды введением в атмосферную воздушную среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ могут реализовать непосредственно после периодов формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода. Система для формирования газовой среды, предназначенной для дыхания, которая предложена для осуществления данного способа, содержащая устройство введения в атмосферную воздушн ую среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ, снабжена устройством формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода, блоком управления и элементами индикации вида формируемой газовой среды и/или режима функционирования системы, причем блок управления соединен по меньшей мере с одним из указанных устройств и с элементами индикации вида формируемой газовой среды и/или режима функционирования системы. При этом блок управления может быть выполнен в виде элемента формирования временных интервалов, определяющих продолжительность периодов функционирования системы в различных режимах. Кроме того, в блок управления могут быть введены коммутирующие элементы и блок питания, а элемент формирования временных интервалов может быть выполнен в виде таймеров, последовательно соединенных в кольцевую цепь. В этой модификации блока управления основные входы коммутирующи х элементов подключены к выходам таймеров, а выходы коммутирующи х элементов соединены по меньшей мере с одним из устройств системы и с элементами индикации вида формируемой газовой среды и/или режима функционирования системы. Наряду с этим, устройство формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода, может быть выполнено либо в виде тренажера дыхания, действие которого основано на реализации полного или частичного возвратного дыхания, либо в виде тренажера дыхания, действие которого основано на реализации дыхания с дополнительным мертвым пространством. Результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения состоит в существенном повышении эффективности воздействий на организм пользователя газовой средой, формируемой введением паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ. Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым результатом подтверждается тем, что последний достигается благодаря осуществлению прерывистого режима введения паров и/или аэрозолей используемых веществ с чередованием периодов указанного режима с периодами формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода. Этим обеспечивается использование естественных физиологических возможностей организма пользователя в отношении увеличения интенсивности дыхания за счет непроизвольно реализуемых функций физиологического автоматизма регуляции дыхательной активности (действия гиперкапнического стимула дыхания) и, как следствие, более глубокое воздействие ингалируемых паров и аэрозолей. Заявляемый способ поясняется приводимым ниже описанием примера реализации системы, предназначенной для осуществления способа. На чертежах представлены: на фиг.1 временные диаграммы изменений парциальной плотности двуокиси углерода, интенсивности введения в атмосферную воздушн ую среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ и интенсивности дыхания пользователя в различные периоды формирования газовой среды, используемой для дыхания; на фиг.2 представлена блок-схема системы. Система для формирования газовой среды, предназначенной для дыхания, содержит (фиг.2) устройство 1 введения в атмосферную воздушную среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ, устройство 2 формирования газовой среды, характеризующемся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода, блок 3 управления и элементы 4 индикации вида формируемой газовой среды и/или режима функционирования системы. В блок 3 управления введены коммутирующие элементы 5 и 6, блок 7 питания и элемент 8 формирования временных интервалов, который выполнен в виде таймеров 9, 10, 11, последовательно соединенных в кольцевую цепь. Основные входы 12, 13 коммутирующи х элементов 5, 6 подключены к блоку 7 питания, входы 14, 15 управления коммутирующи х элементов 5, 6 подключены к выходам таймеров 9, 10, 11, а выходы коммутирующи х элементов 5,6 соединены с устройствами 1 и 2 системы и с элементами 4 индикации. Устройство 2 формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода в системе может быть выполнено либо в виде тренажера дыхания, действие которого основано на реализации полного или частичного возвратного дыхания, либо в виде тренажера дыхания, действие которого основано на реализации дыхания с дополнительным мертвым пространством. Реализация способа в процессе функционирования системы осуществляется следующим образом. Формирование газовой среды, предназначенной для дыхания, осуществляют посредством реализации прерывистого режима введения в атмосферную воздушную среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ и указанные периоды чередуют с периодами формирования газовой средыхарактеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода, а также - в данном примере осуществления способа - с периодами использования для дыхания непосредственно атмосферной воздушной среды. Периоды выполнения этих действий представлены в виде временных диаграмм на фиг. 1, на которых для иллюстрации последовательности операций заявляемого способа обозначены: периоды соответствующие временным интервалам формирования и использования для дыхания газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода; периоды соответствующие временным интервалам формирования газовой среды, предназначенной для дыхания, посредством введения в атмосферную воздушн ую среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ; периоды соответствующие временным интервалам использования для дыхания пользователя непосредственно атмосферной воздушной среды. При работе системы в процессе формирования временных интервалов периодов осуществляемого элементом 8 (фиг.2) блока управления 3, происходит последовательное изменение сигналов на выходах таймеров 9, 10, 11. В соответствии с этим в периоды во включенном состоянии находится коммутирующий элемент 6 и, следовательно, соответствующий элемент индикации 4 вида формируемой газовой среды и режима функционирования системы, включение которого соответствует использованию устройства 2 формирования газовой среды, характеризующейся увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода, в течение временных интервалов реализации данной операции способа для дыхания используют газовую среду с увеличенной парциальной плотностью двуокиси углерода (в частности, гипоксически-гиперкапническую газовую смесь), вследствие чего происходит увеличение интенсивности дыхания (прежде всего за счет возрастания глубины дыхания), что обусловлено проявлением гиперкапнического стимула как важнейшего естественного непроизвольно действующего регулятора процесса дыхания. В процессе формирования временных интервалов, которым соответствуют периоды во включенном состоянии находятся коммутирующий элемент 5 (по соответствующему сигналу из блока 3 управления), соответствующий коммутирующему элементу 5 элемент 4 индикации и устройство 1 введения в атмосферную воздушн ую среду паров и/или аэрозолей физиологически значимых веществ, т.е. реализуется вторая операция способа (в каждом цикле последовательного чередования операций периодов В процессе формирования временных интервалов, которым соответствуют периоды устройство 1 и устройство 2 находятся в выключенном состоянии, т.е. осуществляется режим использования для дыхания пользователя непосредственно атмосферной воздушной среды (реализуется режим отдыха пользователя). Далее последовательные изменения сигналов на выходах таймеров 9, 10, 11 и формирование временных интервалов соответствующи х временным интервалам последовательного чередования рассмотренных выше операций способа (режимов трех видов), в процессе функционирования системы и реализации способа циклически повторяются (что иллюстрируется поясняющими способ временными диаграммами, представленными на фиг.1).