Пристрій для дихання газовими сумішами

1 Пристрій для дихання газовими сумішами, що містить напіввід криті ппоксичний і ппероксичний контури, запірно-регулюючі і контрольно-вимірювальні засоби, джерело стиснутого повітря і газороздільник, приєднаний через газопроводи до дихальних масок, який відрізняється тим, що в ньому запроваджено закритий пперкапнічний контур, який складається з дихаль ної маски, газопроводів, нереверсивних клапанів вдиху і видиху, еластичних МІШКІВ, газоаналізаторів кисню та вуглекислого газу, газопроводу ппероксичної дихальної суміші, приймача повітряного потоку, з'єднаного з інтерфейсом 2 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що контури ппоксичний і ппероксичний виконані роздільно 3 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що контури ппоксичний і ппероксичний на лінії вдиху обладнані еластичними мішками і нереверсивними клапанами вдиху і видиху 4 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що контури ппоксичний і ппероксичний на лінії видиху обладнані приймачами повітряного потоку, який з'єднаний з інтерфейсом Винахід відноситься до медичної техніки, а саме - до пристроїв для дихання газовими сумішами і може бути використаний для проведення терапевтичних сеансів з метою профілактики, лікування та реабілітації організму і для вивчення функціональних можливостей організму, зокрема в спорті Відомий "Пристрій для одержання дихальних сумішей" (Патент України №417,МКІ5 А 61 м 16/10, 1993р , Бюл №1), який містить послідовно встановлені джерело стиснутого повітря, блок фільтрів і мембранний газорозділювач, з'єднаний газопроводом як ппоксичної, так і ппероксичної газових сумішей з дихальними масками Недоліки цього пристрою слідуючи він розрахований на одного пацієнта, при переключенні газових дихальних сумішей спостерігається деякий час дія попередньої суміші, що відбивається на чистоті методики впливу окремого виду дихальної суміші на організм Істотним недоліком вищезгаданого пристрою (Патент № 417) є відсутність дихальної суміші з підвищеним вмістом вуглекислого газу (СОг), яка може застосовуватися як домішок до ппоксичної дихальної суміші, так і автономно Відомий "Інгалятор вуглекисневий" (Патент України №35853, МКІ 6 А61 М16/00, 2001 р, Бюл №3), призначений для загального оздоровлення організму, профілактики і реабілітації, скла дається з дихальної маски і мішка для зберігання видихуваного повітря, які конструктивно поєднані в одному жорсткому корпусі, верхня частина якого зроблена у формі маски для обличчя, а нижня частина закрита днищем з отворами, на якому розташовані фільтри, що поглинають вологу, кисень та вуглекислий газ При видиху одна частина повітря виходить крізь отвори у навколишню атмосферу, а друга частина його залишається в середині і знаходиться там до початку наступного вдиху, а потім повторно вдихається разом з порцією свіжого повітря Так утворюється лікувальна суміш, яка містить підвищену концентрацію СОг Недоліками цього інгалятора є те що дихальна суміш в середині інгалятора, яка призначена для вдиху є не тільки сумішшю з підвищеною концентрацію СОг, но і доповнюється також ппоксичною (з низькою концентрацією кисню) сумішшю Вона формується в легенях і з кожним видихом концентрація кисню знижується, відсутній контроль за концентрацію СОг Підвищена концентрація СОг становить небезпеку для людини, не має можливостей визначати характер зростання концентрації СОг від часу та інтенсивність дихання По цим показникам можна визначати функціональні можливості організму, жорстка конструкція корпусу інгалятора впливає на опір видиху Потрібна перемінна ємність, 1 00 00 о (О 60887 яка буде стабілізувати тиск в ємності під час видиху за рахунок зміни свого об'єму Прототипом обрано "Пристрій для дихання ппоксичними сумішами "Ппотрон" (Патент України №45082, МКІ 7 А61 М16/00, 2002р ,Бюл №3), 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 нагнітання і відсмоктування та блок управління, перший вхід якого з'єднано з виходом газоаналізатора, а виходи з'єднані з приводами блоків нагнітання і відсмоктування, а ЛІНІЯ вдиху пристрою містить повітродувку, яка виконує одночасно функції клапана вдиху і перемішувача газової суміші, пристрій додатково обладнано перетворювачем ЛІНІЙНИХ переміщень ємності, що виконує функції датчика об'єму дихання, вихід якого з'єднаний із третім входом блока управління і блоком подачі кисню, привід компресора і електромагнітний клапан якого з'єднаний з другим і п'ятим виходами блока управління, приводів компресорів і електромагнітні клапани блоків відсмоктування і нагнітання Істотними недоліками пристрою "Ппотрон" є об'єми дихання, які фіксуються перетворювачем ЛІНІЙНИХ переміщень ємності, будуть визначатись з похибками, коли в працюючому режимі будуть знаходитися блоки відсмоктування, нагнітання та подачі кисню, якість ппоксичної суміші на вдиху поставлена в залежність від ефективної роботи адсорбера і блока подачі кисню, не передбачено використання даного пристрою для дихання іншими газовими сумішами, зокрема ппоксичними, чи ппероксичними для підсилення запропонованого терапевтичного ефекту, часта заміна адсорбенту вуглекислого газу В основу винаходу поставлена задача удосконалити пристрій для дихання газовими сумішами, в якому передбачені різні дихальні суміші, стабільна якість яких постійно контролюється і вплив дії кожної дихальної сумші можна аналізувати в часі на протязі приймання сеансів Поставлена задача виконується тим, що в пристрій для дихання газовими сумішами, що містить напіввідкриті ппоксичний і ппероксичний контури, запірно-регулюючі та контрольновимірювальні засоби, джерело стиснутого повітря, газорозділювач, який приєднаний через газопроводи до дихальних масок, як нове в пристрої запроваджено закритий пперкапнічний (підвищена концентрація СОг) контур, який складається з дихальної маски, газопроводів, нереверсивних клапанів вдиху і видиху, еластичних МІШКІВ, газоаналізаторів кисню (Ог) і вуглекислого газу (СОг), газопроводу ппероксичної дихальної суміші, приймача повітряного потоку (трубка Флейша) для вимірювання дихального об'єму при видиху, аналізні трубки якого з'єднані з інтерфейсом, з допомогою якого в комп'ютерній програмі можна аналізувати параметри зовнішнього дихання Закритий пперкапнічний контур методом зворотного дихання забезпечує з кожним видихом підвищення концентрації СОг в дихальній суміші, яка вдихається організмом Гіпоксичний і ппероксичний контури виконані роздільно, що дозволяє одночасно використовувати їх різними пацієнтами В ппоксичному і ппероксичному контурах на лінії вдиху передбачено еластичні мішки, які завдяки зміни свого об'єму стабілізують опір при видиху Також на вдиху - видиху ппоксичного і ппероксичного контурів встановлені нереверсивні клапани вдиху і видиху, які відкриваються - закриваються в ВІДПОВІДНОСТІ з циклами дихання, тим самим запобігають змішанню дихальних сумішей Гіпоксичний І ппероксичний контури на лінії видиху обладнані приймачами повітряного потоку, аналізні трубки якого з'єднані з інтерфейсом, за допомогою якого в комп'ютерній програмі можна аналізувати параметри зовнішнього дихання Введення в пристрій перерахованих елементів і нових зв'язків МІЖ елементами пристрою забезпечує автономність ппоксичного, ппероксичного і пперкапнічного контурів, їх стабільність, чистоту дихальних сумішей, можливість аналізувати параметри зовнішнього дихання як під час проведення процедур, так і при визначенні терапевтичного ефекту в КІНЦІ курсу профілактики, лікування та реабілітації організму, а також при вивченні функціональних можливостей організму На фіг подана загальна функціональна схема пристрою Гіпоксичний контур складається із знімної дихальної рото-носової маски 1, нереверсивних клапанів вдиху 2 і видиху 3, які скомпоновані в одному корпусі, запірного кульового вентиля 5, еластичних МІШКІВ 6, підключених до контуру паралельно, запірних трьохходових вентилей 7 і 8, ротаметра 9, регулюючого вентиля 10, яким регулюється об'ємна КІЛЬКІСТЬ (подача) ппоксичної газової суміші Так як остання (КІЛЬКІСТЬ) прямо пропорційно залежить від концентрації кисню в ній, то і цим вентилем регулюється об'ємна концентрація кисню в ппоксичній газовій суміші Газоаналізатор кисню 14 підключений датчиком до лінії подачі ппоксичної суміші від газорозділювача 11 Стиснуте повітря подається від джерела (компресора) 13 через зворотний клапан 12 на газрозділювач 11 До патрубка клапана видиху 3 приєднується приймач повітряного потоку 4, який через дві аналізні еластичні трубки з'єднується з інтерфейсом для трансформації інформації на комп'ютер Гіпероксичний контур складається із знімної дихальної рото-носової маски 15, нереверсивних клапанів вдиху 16 і видиху 17, які скомпоновані в одному корпусі, еластичних МІШКІВ 19, підключених до контуру паралельно, газорозділювача 11, компресора 13, який через зворотний клапан 12 з'єднаний з газорозділювачем Газорозділювач 11, клапан 12 і компресор 13 використовуються ті ж самі, що і в ппоксичному контурі До патрубка клапана видиху 17 приєднується приймач повітряного потоку 18, який через дві аналізні еластичні трубки з'єднується з інтерфейсом для трансформації інформації на комп'ютер В ппероксичному контурі частина газорозділювача, яка продукує гіпероксичну газову суміш, конструктивно виконана так, що вона стабільно моделює гіпероксичну газову суміш з концентрацією кисню ЗО - 35% об'ємних Через це в ппероксичному контурі ротаметр і газоаналі 60887 затор не встановлено Закритий пперкапнічний контур складається із знімної дихальної рото-носової маски 20, нереверсивних клапанів вдиху 22 і видиху 21, приймача повітряного потоку 23, який через дві аналізні еластичні трубки з'єднується з інтерфейсом для трансформації інформації на комп'ютер, трьохходового вентиля 24, через який в пперкапнічний контур подається п-пероксична суміш, паралельно підключених до контуру еластичних МІШКІВ 25 На лінії видиху, після клапана видиху 21, відбирається частка альвеолярного повітря і через аналізну еластичну трубку подається на газоаналізатор (сенсор) вуглекислого газу 26 Для того, що б проаналізувати перші частки видихнутого альвеолярного повітря, встановлено компресор 27, який відсмоктує через газоаналізатор альвеолярне повітря і викидає його в незначній КІЛЬКОСТІ В навколишнє середовище 3 газоаналізатора інформація трансформується на комп'ютер, що дозволяє контролювати параметри дихання Гіперкапнічна суміш в контурі утворюється методом зворотного дихання При зворотному диханні разом з пперкапнічною сумішшю утворюється і ппоксична суміш Що б виключити дію ппоксичної суміші (з низькою концентрацією кисню до 12% об'ємних), в пперкапнічний контур подається ппероксична суміш з концентрацією кисню 30-35% Цієї суміші в пперкапнічний контур потрібно подати стільки, що б концентрація кисню в пперкапнічній суміші не знижувалась нижче 20,9% об'ємних Така концентрація кисню знаходиться в навколишньому середовищі КІЛЬКІСТЬ подачі ппероксичної газової суміші регулюється трьохходовим вентилем 24 Концентрація кисню в пперкапнічному контурі контролюється газоаналізатором кисню 14, який з'єднується з пперкапнічним контуром через трьохходовий вентиль 8 ппоксичного контуру Пристрій працює належним чином Гіпоксичний контур Компресор 13 подає стиснуте повітря тиском 0,5-0,6МПа через зворотний клапан 12 в газорозділювач 11, в якому мембранним способом моделюється ппоксична і ппероксична дихальні суміші Регулюючим вентилем 10 ппоксична суміш регулюється по концентрації кисню від 20 до 8% і по об'ємній подачі від 8 до 30л/хв , яка вимірюється ротаметром 9 Гіпоксична суміш по газопроводам (еластичним шлангам, трубкам через трьохходові вентилі 7 і 8 подається до нереверсивного клапану вдиху 2, який автоматично відкривається при акті вдиху пацієнтом через дихальну маску 1 Через запірний кульовий вентиль 5 на лінії вдиху підключаються еластичні мішки 6, які являються буферними ємностями та регулюють тиск в контурі під час вдиху-видиху за рахунок зміни своїх об'ємів Концентрація кисню постійно вимірюється газоаналізатором кисню 14, датчик якого встановлений в газопровід ппоксичної суміші Для вивчення параметрів дихання від дії ппоксичної суміші пацієнт проводить видих через дихальну маску 1, при цьому нереверсивний клапан вдиху 2 автоматично закривається, а клапан видиху 3 автоматично відкривається і дихальна суміш потрапляє до приймача повітряного потоку 4, від якого по двом аналізним еластичним трубкам поступає та перетворюється в інтерфейсі інформація, яку можна вивчати та аналізувати по комп'ютерним програмам КІЛЬКІСНІ І ЯКІСНІ параметри ппоксичної суміші залежать від медичної методики застосування цих дихальних сумішей Гіпероксичний контур Компресор 13 подає стиснуте повітря тиском 0,5-0,6МПа через зворотний клапан 12 в газорозділювач 11, в якому мембранним способом моделюється гіпоксична і ппероксична дихальні суміші Гіпероксична суміш подається по газопроводу до нереверсивного клапана вдиху 16 і через дихальну маску 15 в дихальні шляхи пацієнта На лінії вдиху контуру паралельно підключені еластичні мішки 19, які являються буферними ємностями, а також регуляторами тиску в контурі за рахунок зміни своїх об'ємів Для вивчення параметрів дихання від дії ппероксичної суміші пацієнт проводить видих через дихальну маску 15, при цьому нереверсивний клапан вдиху 17 автоматично закривається, а клапан видиху 16 автоматично відкривається і дихальна суміш потрапляє до приймача повітряного потоку 18, від якого інформація через інтерфейс переноситься в комп'ютер Гіперкапнічний контур Пацієнт через дихальну маску 20 видихає дихальну суміш, яка через автоматично відкриваючийся нереверсивний клапан видиху 21 по газопроводу, виконаного з еластичного матеріалу (полімерні, резинові шланги, трубки), потрапляє до приймача повітряного потоку 23 і через трьохходовий вентиль 24 по газопроводу до нереверсивного клапана вдиху 22, який автоматично реагує на цикл вдих-видих Тобто створюється закритий газовий дихальний контур, в якому з кожним видихом в дихальній суміші підвищується концентрація вуглекислого газу і знижується концентрація кисню Інформація параметрів дихання з приймача повітряного потоку 23 по двом аналізним полімерним трубкам передається до інтерфейсу, з якого інформація трансформується в комп'ютерні програми для подальшого контролю, вивчення та аналізу параметрів дихання При акті видиху через штуцер, який розміщений поряд з нереверсивним клапаном видиху 21, перші частки видихуваної альвеолярної суміші (самий інформативний параметр) по аналізній полімерній трубці поступають на газоаналізатор (сенсор) вуглекислого газу 26, до якого через полімерну трубку приєднаний компресор 27, який відсмоктує альвеолярну суміш, сприяючи тим самим постійним надходженням и (суміші) в газовий осередок газоаналізатора 26 3 газоаналізатора (сенсора) інформація про динаміку і характер зміни вуглекислого газу при кожному вдиху-видиху передається в комп'ютерні програми для контролю та подальшого її аналізу та використання Газодинаміка формування дихальної пперкапнічної і ппоксичної суміші складається послідовно з кожним вдихом-видихом спочатку вдихається пацієнтом атмосферне повітря з концентрацією 20,93% об'ємних кисню і 0,03% об'ємних вуглекислого газу, а видихається вже суміш з концентрацією кисню 16% і вуглекислого газу 4,5% За декілька циклів вдиху-видиху в закритому пперкапнічному контурі формується дихальна су 60887 міш з концентрацією вуглекислого газу 4,5-6% об'ємних і кисню біля 12% Для того, що б в пперкапнічному контурі виключити ппоксичну складову, яка викликає зміни параметрів дихання в деяких аспектах подібно пперкапнічній, в пперкапнічний контур через трьохходовий вентиль 24 подається певна КІЛЬКІСТЬ ппероксичної суміші з концентрацією кисню 30-35% об'ємних, яка нейтралізує ппоксичну складову, тобто в пперкапнічному контурі знаходиться і діє тільки пперкапнічна і нормоксична або легка гіпероксична (до 23% кисню) суміш В численних експериментах і лікувальнооздоровчих сеансах, проведених в Житомирському лікувально-оздоровчому центрі "Ельбрус", заявлений "Пристрій для дихання газовими сумішами" працював в слідуючому режимі Гіпоксичний контур Робочий тиск компресора 0,6МПа, Подача КІЛЬКОСТІ газової суміші в контур 8-30л/хв, Концентрація кисню 20-8%, Комп'ютерна верстка Т Чепелєва 8 Дихальний об'єм 1,3-1,7л, Хвилинний об'єм дихання 26-38л/хв Гіпероксичний контур Робочий тиск компресора 0,56-0,58МПа, Концентрація кисню 30-35%, Концентрація вуглекислого газу 4,5-6,2%, Дихальний об'єм 1,1-1,5л, Хвилинний об'єм дихання 22-30л/хв Гіперкапнічний контур Робочий тиск компресора 0,5-0,58МПа, Концентрація кисню >20,9%, Дихальний об'єм 1,8-2,4л, Хвилинний об'єм дихання 33-62л/хв Заявлений "Пристрій для дихання газовими сумішами" пройшов випробування на протязі року в Житомирському лікувально-оздоровчому центрі "Ельбрус" з позитивним результатом і в даний час використовується лабораторією функціональних можливостей організму спортсменів в науководослідному інституті фізкультури і спорту (м Київ) Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119