Пристрій для дихання гіпоксичними сумішами “гіпотрон”

Пристрій для дихання ппоксичними сумішами, що містить приєднувальний елемент, ЛІНІЮ вдиху з газоаналізатором кисню, ЛІНІЮ видиху з клапаном видиху й адсорбером вуглекислого газу, причому обидві лінії приєднані до герметичної еластичної ємності, блоки нагнггання і відсмоктування та блок управління, перший вхід якого з'єднано з виходом газоаналізатора, а виходи з'єднані з приводами блоків нагнггання і відсмоктування, який відрізняється тим, що ЛІНІЯ вдиху пристрою містить повггродувку, яка виконує одночасно функції клапана вдиху і перемішувача газової суміші, пристрій додатково оснащено перетворювачем ЛІНІЙНИХ переміщень ємності, що виконує функції датчика об'ємів дихання, вихід якого з'єднаний із третім входом блока управління і блоком подачі кисню, привід компресора і електромагнггний клапан якого з'єднаний з другим і п'ятим виходами блока управління, приводи компресорів і електромагнггні клапани блоків відсмоктування і нагнітання з'єднані ВІДПОВІДНО з першим і третім, а також четвертим і шостим виходами блока управління Винахід відноситься до медичної техніки, а саме - до пристроїв для дихання ппоксичними газовими сумішами, і може бути використаний для проведення терапевтичних сеансів інтервального ппоксичноготренування (ІГТ) Відомий пристрій для лікування і профілактики органів дихання і кровообігу по а с СРСР № 1607817, МПК А 61 М 16/00, публ 23 11 90, що містить маску, єдиний канал вдиху-видиху у вигляді патрубка, дихальний мішок, атмосферний отвір з заслінкою і шкалою Істотними недоліками пристрою по а с СРСР №1607817 є - низька точність підтримки необхідного газового складу дихальної суміші, яка залежить від параметрів легеневої вентиляції і споживання кисню пацієнтом під час сеансу ІГТ, - відсутність зворотних зв'язків, ЯКІ б забезпечували отримання інформації про поточний фізіологічний стан пацієнта, що може в міру наближення газового складу дихальної суміші до індивідуально стерпної межі призвести до виникнення небажаних побічних явищ і до негативного результату лікування Відомий дихальний апарат для створення гіпоксії по а с СРСР №1335294, МПК А 61 М 16/00, публ 07 09 87, що містить маску, гнучкий шланг, клапани і лінії вдиху і видиху, дихальний мішок і адсорбент вуглекислого газу Істотними недоліками дихального апарата по а с СРСР №1335294 є - неможливість підтримки концентрації кисню в дихальній суміші на фіксованому рівні, обумовленому індивідуально для кожного пацієнта, - відсутність зворотних зв'язків, ЯКІ б забезпечували отримання інформації про поточний фізіологічний стан пацієнта, - неможливість забезпечення індивідуальних умов ІГТ Відомий пристрій для дихання ппоксичними сумішами по а с СРСР № 1456161, МПК А 61 М 16/00, публ 07 02 89, що містить приєднувальний елемент, ЛІНІЮ вдиху з клапаном вдиху і газоаналізатором кисню, ЛІНІЮ видиху з клапаном видиху й адсорбером, причому обидві лінії приєднані до ємності, задатчик концентрацій кисню, блоки нагнітання і відсмоктування, блок управління, перший вхід якого приєднаний до виходу газоаналізатора, другий вхід зв'язаний із виходом задатчика концентрацій кисню, а вихід приєднаний до приводу, зв'язаному одним виводом через блок нагнітання з ЛІНІЄЮ видиху, а іншим виводом через послідовно 00 о ю 45082 сполучені блок відсмоктування і пневматичний трійник пацієнта 2 із ЛІНІЄЮ вдиху 3, що містить подросель - із ЛІНІЄЮ вдиху, при цьому ємність виковітродувку 4 та газоаналізатор кисню 5 ЛІНІЯ видинана еластичною і герметичною Цей пристрій приху 6, що містить клапан видиху 7 і адсорбер 8 та йнято за прототип зв'язана з приєднувальним елементом 1 через трійник пацієнта 2 Повітродувка 4, яка створює Істотними недоліками пристрою по а с СРСР однонаправлений потік повітря у лінії вдиху 3, од№1456161 є ночасно виконує функції клапана вдиху і гомогені- нестабільність підтримки концентрації кисню зує газову суміш у циркуляційному контурі, сприяв ппоксичній газовій суміші, обумовлена відсутнісючи и перемішуванню Ліни вдиху 3 і видиху 6, тю блока подачі кисню в циркуляційну систему з'єднані з герметичною ємністю 9, яка утворена пристрою, еластичною оболонкою 10, закріпленою на нерухо- можливість неконтрольованого зменшення в мому каркасі 11, складають циркуляційний контур процесі сеансу концентрації кисню в ппоксичній гапристрою Жорстке днище 12 ємності 9 при ЗМІНІ її зовій суміші нижче встановленого значення, що об'єму переміщується за допомогою каретки 13 по може привести до виникнення небажаних побічних направляючим каркаса 11 На каретці 13 установявищ і негативного результату сеансу з часом налений перетворювач ЛІНІЙНИХ переміщень 14 (наближення складу газової суміші до індивідуально приклад, оптичного типу), котрий дає можливість стерпної межі визначати положення днища 4 12 щодо каркасу В основу винаходу поставлено задачу удоско11, яке відповідає об'єму газової суміші в ємності налити пристрій для дихання ппоксичними суміша9, таким чином, перетворювач ЛІНІЙНИХ переміми шляхом включення в нього нових елементів і щень 14 виконує роль датчика об'ємів дихання зв'язків МІЖ елементами пристрою, що забезпечує Через канали каркасу 11 із ємністю 9 пневматичстабілізацію і підвищення точності підтримки конними ЛІНІЯМИ з'єднані газоаналізатор кисню 5, центрації кисню в ппоксичній газовій суміші при блок відсмоктування газової суміші 15 з електробудь-яких змінах параметрів легеневої вентиляції магнітним клапаном 16, блок подачі кисню 17 із пацієнта, безпеку пацієнта в режимі дихання ппоємності кисню 18 з електромагнітним клапаном 19, ксичною газовою сумішшю з гранично низьким зміблок нагнітання повітря 20 з електромагнітним стом кисню, одержуваної методом зворотного диклапаном 21 Приводи компресорів блоків 15, 17 і хання, більш ефективне перемішування газової су20 з'єднані ВІДПОВІДНО з першим, другим і третім міші в циркуляційному контурі виходами блока управління 22, а керуючі обмотки Поставлена задача виконується тим, що в приелектромагнггних клапанів 16, 19 і 21 з'єднані ВІДстрій для дихання ппоксичними сумішами, що місПОВІДНО з четвертим, п'ятим і шостим виходами тить приєднувальний елемент, ЛІНІЮ вдиху з газоблока управління 22 На перший і другий входи аналізатором кисню, ЛІНІЮ видиху з клапаном виблока управління 22 подаються ВИХІДНІ електричні диху й адсорбером вуглекислого газу, причому сигнали газоаналізатора кисню 5 і перетворювача обидві лінії приєднані до герметичної еластичної ЛІНІЙНИХ переміщень 14 ВІДПОВІДНО ємності, блоки нагнггання і відсмоктування та блок управління, перший вхід якого з'єднано з виходом Блок управління 22 (фіг 2) призначений для газоаналізатора кисню, а виходи з'єднані з привообробки даних, що надходять з газоаналізатора дом блоків нагнггання і відсмоктування, згідно з викисню 5 і перетворювача ЛІНІЙНИХ переміщень 14, находом, новим є те, що ЛІНІЯ вдиху пристрою міста формування керуючих сигналів, які перемикатить повітродувку, яка виконує одночасно функції ють клапани та компресори блоків відсмоктування клапана вдиху і перемішувана газової суміші, пригазової суміші, подачі кисню і нагнітання повггря стрій додатково оснащено перетворювачем ЛІНІЙпри досягненні встановленого значення концентНИХ переміщень ємності, що виконує функції датрації кисню Для виконання цих операцій блок чика об'ємів дихання, вихід якого з'єднаний із треуправління містить в собі клавіатуру 23, мікропротім входом блока управління, і блоком подачі кисцесор 24, постійний запам'ятовуючий пристрій 25, ню, привід компресора і електромагнггний клапан блок синхронізації 26, регістр адреси та даних 27, якого з'єднано з другим і п'ятим виходами блока оперативний запам'ятовуючий пристрій 28, блок управління, приводи компресорів і електромагнггні індикації 29, об'єднані загальною шиною даних ЗО клапани блоків відсмоктування і нагнітання з'єдната шиною адреси 31, формувач сигналів обрахунку ні ВІДПОВІДНО з першим і третім, а також четвертим 32, інтерфейс 33, пристрій управління електромагі шостим виходами блока управління нггними пневматичними клапанами та компресорами 34, підсилювач постійного струму 35, аналогоВведення в пристрій перерахованих елементів цифровий перетворювач 36 і нових зв'язків МІЖ елементами пристрою забезпечує стабілізацію і підвищення точності підтримки концентрації кисню в ппоксичній газовій суміші при будь-яких змінах параметрів легеневої вентиляції пацієнта, безпеку пацієнта в режимі дихання ппоксичною газовою сумішшю з гранично низьким вмістом кисню, одержуваної методом зворотного дихання На фіг 1 подана загальна функціонально-блокова схема пристрою, на фіг 2 приведено структурну схему блоку управління Пристрій містить приєднувальний елемент 1 (загубник або рото-носову маску), з'єднаний через Клавіатура 23 забезпечує встановлення режимів роботи пристрою і терміну проведення сеансів діагностики та лікування, а також завдання концентрації газової суміші в ємності 9 Енергонезалежний оперативний запам'ятовуючий пристрій 28 забезпечує зберігання оперативної інформації і інформації, яка надходить з клавіатури 23 в процесі завдання параметрів роботи пристрою, даних вимірювань концентрації кисню та положення ємності 9 під час проведення сеансів діагностики та лікування Постійний запам'ятовуючий пристрій 25 забез печує зберігання програмного забезпечення Блок синхронізації 27 формує сигнали керування роботою усіх складових частин блока управління пристрою Підсилювач постійного струму 35, який складається з послідовно з'єднаних диференційних підсилювачів, забезпечує підвищення рівня сигналів, які надходять на вхід аналого-цифрового перетворювача 36 від газоаналізатора кисню 5 Аналого-цифровий перетворювач 36 забезпечує перетворення електричного сигналу, який надходить з підсилювача постійного струму 35, у цифровий код та передачу його через інтерфейс 33 на шину даних ЗО мікропроцесора 24 під управлінням імпульсів синхронізації Інтерфейс 33 забезпечує зв'язок мікропроцесора 24 з аналого-цифровим перетворювачем 28 Формувач сигналів обрахунку 32 перетворює сигнали, що надходять з перетворювача ЛІНІЙНИХ переміщень 14, у двійковий код, який під дією синхроімпульсів зчитується мікропроцесором 24 з шини даних ЗО Відображення результатів, отриманих внаслідок проведення сеансів діагностики та лікування, та інформації, що надходить від клавіатури 23, здійснюється блоком індикації 29 Пристрій працює наступним чином За допомогою клавіатури 23 встановлюється необхідне значення концентрації кисню в газовій суміші Для проведення терапевтичного сеансу ІГТ пацієнт підключається до циркуляційного контуру пристрою через приєднувальний пристрій 1 і трійник пацієнта 2 При видиху пацієнта повітря проходить по лінії видиху 6 через клапан видиху 7 і адсорбер 8, де поглинається видихуваний вуглекислий газ, у ємність 9 При вдиху пацієнта газова суміш у його легені надходить із ємності 9 по лінії вдиху 3 через повітродувку 4 У процесі дихання пацієнта ємність 9 змінює свій об'єм, зменшуючи його при вдиху і збільшуючи при видиху При цьому загальний обсяг газової суміші в замкнутому циркуляційному контурі пристрою постійно знижується за рахунок зменшення змісту кисню, споживаного організмом пацієнта, і поглинання адсорбером 8 видихуваного вуглекислого газу Таким чином, концентрація кисню в газовій суміші, що знаходиться в циркуляційному контурі, поступово знижується, газова суміш, спочатку по своєму складу відповідна атмосферному повггрю, стає ппоксичною Газоаналізатор кисню 5 постійно здійснює вимірювання концентрації кисню в газовій суміші Пропорційний значенню концентрації кисню в газовій суміші електричний сигнал на виході газоаналізатора кисню 5 подається на вхід блока управління 22, де перетворюється у двійковий код і співставляється мікропроцесором 24 із заданим з клавіатури 23 граничним значенням рівня концентрацій кисню Зниження концентрації кисню в газовій суміші відбувається доти, доки величина сигналу, яка надходить з газоаналізатора кисню 5, не стане дорівнювати заданому граничному значенню концентрації кисню При цьому на першому і третьому виходах блока управління 22 формуються електричні сигнали, що відкривають електромагнггні клапани 16 і 21, а на четвертому і шостому виходах бло 45082 ка управління 22 - сигнали, що запускають приводи компресорів блоків відсмоктування 15 і нагнітання 20 Блок відсмоктування 15 відкачує в атмосферу ппоксичну газову суміш із циркуляційного контуру, а блок нагнггання 20 подає атмосферне повітря в циркуляційний контур Продуктивність блока нагнггання 20 перевищує продуктивність блока відсмоктування 15 на величину, що відповідає хвилинному споживанню кисню організмом пацієнта Значення хвилинного споживання кисню організмом пацієнта визначається мікропроцесором 24 блока управління 22 у ході сеансу на основі інформації, отриманої від перетворювача ЛІНІЙНИХ переміщень 14 про хвилинний об'єм дихання (ХОД) пацієнта і зменшення об'єму ємності 9 за рахунок споживання кисню Таким чином, після включення блока відсмоктування 15 і блока нагнггання 20 у циркуляційному контурі забезпечується безперервна підтримка досягнутої концентрації кисню на заданому рівні, тому що КІЛЬКІСТЬ кисню, виведена блоком відсмоктування 15 із контуру, з урахуванням його споживання організмом пацієнта, дорівнює КІЛЬКОСТІ КИСНЮ, яка подається в контур з атмосферним повітрям блоком нагнггання 20, а загальний обсяг газової суміші в циркуляційному контурі залишається постійним При цьому точність підтримки концентрації кисню не залежить від величини ХОД пацієнта і визначається стабільністю роботи блока відсмоктування 15 і блока нагнггання 20 У тому випадку, якщо величина хвилинного споживання кисню (ХСК) організмом пацієнта в ході сеансу змінюється, баланс підтримки концентрації кисню в газовій суміші порушується При цьому величина і/або полярність електричного сигналу від газоаналізатора 5 на виході підсилювача 35, що відповідає концентрації кисню в газовій суміші, змінюється, і на першому і третьому виходах блока управління 22 формуються керуючі сигнали Так, якщо величина хвилинного споживання кисню організмом пацієнта зростає, то концентрація кисню в газовій суміші знижується У цьому випадку на третьому виході блока управління 22 формується більш високий електричний сигнал, що збільшує продуктивність блока нагнггання 20, у результаті чого відновлюється задана концентрація кисню в газовій суміші Утому випадку, коли зростання ХСК організмом пацієнта відбувається швидко, на другому і п'ятому виходах блока управління 22 формуються електричні сигнали, що одночасно запускають привід блока подачі кисню 17 і відчиняють електромагнггний клапан 19 При цьому в циркуляційний контур подається об'єм кисню, який швидко відновлює його задану концентрацію в газовій суміші Якщо величина ХСК організмом пацієнта знижується, то концентрація кисню в газовій суміші зростає У цьому випадку на третьому виході блока управління 22 формується більш низький електричний сигнал, що знижує продуктивність блока нагнггання 20, у результаті чого відновлюється задана концентрація кисню в газовій суміші В міру відновлення заданої концентрації кисню в газовій суміші, мікропроцесор 24 блока управління 22 на основі інформації, отриманої від перетворювача ЛІНІЙНИХ переміщень 14 про ХОД пацієнта і зменшення об'єму ємності 9 за рахунок споживай 45082 ня кисню, визначає поточне значення ХСК організмом пацієнта, і на третьому виході блока управління 22 формується електричний сигнал, що приводить продуктивність блока нагнггання 20 у ВІДПОВІДНІСТЬ ІЗ цим значенням 8 Застосування пристрою дозволяє підвищити ефективність терапевтичного сеансу ІГТ при забезпеченні безпеки пацієнтів у процесі дихання ппоксичними сумішами з мінімально припустимими значеннями концентрації кисню ФІГ. 1 22 Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90