Пристрій для збору конденсату видихуваного повітря

Пристрій для збору конденсату видихуваного повітря, який включає вміщений в ємність зв'язаний з охолоджувачем вологоутворюючий конденсатор з накопичувачем конденсату і слини у вигляді знімних пробірки і колби і сполучений з клапанною коробкою засіб пропускання повітря через легені пацієнта, який відрізняється тим, що як ємність застосовано носоротову маску, оболонка якої разом з поверхнею обличчя пацієнау утворює дві камери - зовнішню і внутрішню, сполучені між собою у верхній частині ємності і розділені перегородкою у її нижній частині, а зв'язаний з охолоджувачем вологоутворюючий конденсатор вміщено у зовнішню камеру і виконано у вигляді радіатора, утвореного безліччю дугоподібних дротяних елементів, виконаних із матеріалу з високим коефіцієнтом теплопровідності, кінцями зв'язаних між собою і охоплюючих виконаний із того ж матеріалу охолоджувач у вигляді капсули для вміщення сухого льоду, при цьому пробірку і колбу накопичувачів конденсату і слини приєднано до оболонки носо-ротової маски знизу до створеної нею впадини у вигляді лійки, в якій означеною перегородкою утворено два випускні отвори з патрубками - один у ЗОВНІШНІЙ камері для конденсату, а другий у внутрішній камері для слини, сполучений же з клапанною коробкою засіб пропусання повітря через легені пацієнта, виконано знизу оболонки носоротової маски у вигляді оснащених регулюючими заслінками двох отворів у зовнішню камеру - один для пропускання повітря вдиху, а другий - для видиху Передбачуваний винахід належить до медицини і спорту, зокрема до пристроїв, які застосовуються для Збору і накопичення різноманітних речовин системи виділення організму людини з метою їх аналізу і оцінки здоров'я Відомий пристрій для лікувального дихання, який включає рото-носову дихальну маску, фіксуючими елементами, з ложем для носу і каналами для з'єднання з атмосферою, які мають обмежувачі ротового і носового вдиху, у вигляді накладки і заслінок /див авт св СРСР №1553137, А61М16/00, Бюл №12,1990/ Недолік цього аналогу у тому, що він не має приладів для збору і аналізу тих речовин, які виділяє організм людини при її зовнішньому диханні Відомий тренажер дихання індивідуальний /ТДІ-01/, який має закритий кришкою стакан з водою, у яку поміщено трубку з загубником і напруга дихальних м'язів регулюється об'ємом налитої у стакан води /див паспорт, затверджений комітетом по новій медицинській техніці МЗРФ - протокол №5 від 23 06 95/ Недолік цього тренажеру у тому, що він теж не має пристроїв для збору і аналізу речовин у видихаемому повітрі, хоча для тренування системи дихання цей тренажер досить ефективний ВІДОМІ різноманітні пробірки, колби, змішувальні ємності, канюлі і таке інше приладдя, яке широко застосовується у лабораторно-дослідних і лікувальних засобах /наприклад, приведених у книзі "Практикум по общей физиологии и физиологии спорта", М , ФиС, 1973, с 23, 44, 64, 65, 66/ Недолік цих приладів у тому, що не один з них не може бути застосованим для пристрою, який можливо було б використати для збору конденсату видихуваного повітря і аналізу експірату, бо треба особливе конструктивне рішення закріплення цих приладів у пристроях реєстрації параметрів і КІЛЬКОСТІ вдихаємого і видихаємого повітря Відомо Пристрій для нормалізації функцій системи дихання, який включає корпус з ємністю для видихаємого повітря і засіб підключення її до дихальних шляхів пацієнта завдяки носово-ротової маски і регулятора об'єму і ротовій заслінці /див авт св СРСР №1586709, А61Н31/02, Бюл №31, 1990/ (О 00 со 00 48386 Недолік цього пристрою утому, що, хоча він і може бути застосованим для тренування системи дихання завдяки використанню альвеолярного накопичуваного у його ємності повітря, але для збору видихаємого речовин і сполук він непригодний Відоме Рішення про видачу патенту на винахід "Лікувально-профілактичний тренажер дихання", який містить носово-ротову маску, пневматичне зв'язану з міхоподібною камерою, що має отвір з заслінкою і підвішеною ємністю для рідинних речовин /див авт св, з-ку України №99116316, А61Н31/02, А61М16/00, 21 03 2000/ Недолік цього тренажеру у тому, що він прилаштований для подачі у вдихаеме повітря різноманітних текучих і випаровуваємих речовин і їх сполук, а для того щоб збирати і вимірювати КІЛЬКІСТЬ цих сполук або інших складових частин видихаємого повітря цей тренажер не придатний Найбільш близьким по технічній і споживчій функції і суттєвості є Пристрій для збору конденсату видихуваного повітря, який включає ємність у вигляді циліндру, наповнену охолоджувачем у вигляді води, у яку занурено конусовидну дихальну трубку, зв'язану через клапанну коробку зі слиновловлювачеві і загубником /див у кн Цирульников В А , Дроздовська С Б "Оцінка респіраторної волого-втрати та компонентів експірату в комплексному визначенні фізичного стану спортсменів", Знання, 1999, с 19/ Недолік прототипу полягає утому, що він громіздкий, важкий і можу бути застосованим лише у стаціонарних умовах - у лабораторії чи у КЛІНІЦІ, а у спортивному залі, чи у якихось умовах праці, чи змагання він незручний Його можливо використовувати тільки після фізичного навантаження і це обмежує його можливості, ІНОДІ погіршує результат До того ж, дихання та збір конденсату можливі тільки з використанням загубника, а це означає, що нормальне дихання, яке переважно мусить виконуватись через ніс, у цьому пристрої неможливе На ніс надіта зажим Дихання ж ротом може приводити до висушування порожнини роту, горла і трахеї, що спонукає підвищене виділення слини та і у легенях виникають небажані зміни Крім того функції цього пристрою обмежені Він застосовується тільки для збору конденсату і слини, а якісь профілактичні чи лікувальні процедури неможливі Не передбачено на ньому і тренування дихання, що можливо було б використати для поліпшення здоров'я людей В основу винаходу поставлена задача, з урахуванням всіх позитивних і негативних сторін прототипу - Пристрою для збору конденсату видихуваного повітря, створити такий варіант пристрою, який би мав можливість пацієнту фізіологічне правильно дихати і при цьому збирати видихаему вологу не тільки після фізичного навантаження в умовах спокою а і при фізичній праці на роботі, чи на якихось спортивних змаганнях, щоб одержувати конденсат у більш короткий термін, у більш якісному стані, тобто більш оперативно 3 урахуванням того, що подібні пристрої мають можливість виконувати і ІНШІ функції, ставилась задача розширити можливості пропонованого пристрою, щоб його використовувати, і для фізичного тренування системи дихання, і для виконання деяких профілактично-лікувальних процедур Поставлена задача виконана тим, що у пристрої для збору конденсату видихуваного повітря, який включає вміщений у ємність зв'язаний з охолоджувачем вологоутворюючий конденсатор з накопичувачами конденсату і слини у вигляді зйомних пробірки і колби, і сполучений з клапанною коробкою засіб пропуску повітря через легені пацієнта, згідно передбачуваному винаходу, у якості ємності застосовано носо-ротову маску, оболонка якої разом з поверхнею обличчя пацієнту утворює дві камери-зовнішню і внутрішню, сполучені між собою у верхній частині ємності і розділені у її нижній частині перегородкою, а зв'язаний з охолоджувачем вологоутворюючий конденсатор вміщено у зовнішню камеру і виконано у вигляді радіатору, утвореному безліччю дуговидних дротяних елементів, виконаних із матеріалу з високим коефіцієнтом теплопровідності, кінцями зв'язаних між собою і охоплюючи виконаний із того ж матеріалу охолоджувач у вигляді капсули для вміщення сухого льоду, при цьому пробірку і колбу накопичувачів конденсату і слини приєднано до оболонки носово-ротової маски знизу-до створеної нею упадини у вигляді лійки, у якій поперечною перегородкою утворено два випускні отвори з патрубками - один у ЗОВНІШНІЙ камері для конденсату, а другий у внутрішній камері для слини, сполучений же з клапанною коробкою засіб пропуску повітря через легені пацієнта виконано знизу оболонки носо-ротової маски у вигляді оснащених регулюючими заслінками двох отворів у зовнішню камеруодин для пропуску повітря вдиху, а другий-видиху Технічний і споживчий результат, досягнутий завдяки використанню всієї сукупності відрізняючих ознак пропонованого пристрою, полягає у тому, що вдалося створити новий варіант пристрою для збору конденсату видихуваного повітря, який має значно розширені функцм-не тільки збирає конденсат і слину, а разом з тим являє собою тренажер для тренування системи дихання, а також засіб профілактики і лікування деяких захворювань цієї системи Разом з тим цей пристрій можливо застосовувати не тільки у стаціонарних умовах - у лабораторії чи лікарні, а і у звичних повсякденних умовах - дома, на роботі, у спортзалі, тобто не тільки у спокої, а і у процесі рухомої активності, а також у нічному відпочинку - у сні Суттєвість пропонованого пояснюється кресленням, де на фіг 1 - демонструється пристрій у загальному вигляді збоку, на фіг 2 - теж саме у вигляді спереду, на фіг 3 - теж, у вигляді зверху, на фіг 4 - респіратор, вигляд збоку, збільшено, на фіг 5 - теж, вигляд спереду, на фіг 6 - теж, переріз А - А на фіг 4, на фіг 7 - заслонка отвору до капсули у закритому стані, вигляд спереду, на фіг 8 заслонки отворів вдиху та вдоху у закритому стані, вигляд спереду-знизу, на фіг 9 - клапани вдиху та видиху при вдиху, вигляд спереду-знизу, схематично, на фіг 10 -теж, при видиху Конкретно пристрій для збору конденсату видихаємого повітря включає носово-ротову маску /респіратор/, у середині оболонки 1 якої, у и ємності 2, міститься вологоутримуючий конденсатор З, а у середині конденсатора - порожня капсула 4 48386 для вміщення сухого льоду 3 з вхідним отвором 5 і заслінкою 6 Знизу ємності 2, у її нижньому /вирві/ 7 приєднана пробірка 8 для збору конденсату і рядом з нею - колба 9 для збору слини На поверхнях пробірки і колби нанесені шкали 10 КІЛЬКОСТІ рідини Знизу-спереду оболонки 1 вміщена клапанна коробка 11 з двома клапанами один 12 для забезпечення вдиху, і другий 13 - для забезпечення видиху Для кожного з них у оболонці 1 і у коробці 11 виконані ВІДПОВІДНІ отвори Коробка 11 їм отвори перекриті заслінками вдиху 14 і видиху 15 з ВІДПОВІДНИМИ шкалами 10 розмірів перекриття цих отворів, які повинні бути 22мм у діаметрі Респіратор чи носо-ротова маска - це особлива маска, яка перекриває лише частину обличчяніс, рот і підборіддя пацієнта і має фіксуючі шлейки 16, прикріплені до оболонки 1 Ємність 2 респіратора утворена його оболонкою 1 і поверхнею обличчя пацієнта, у якій перегородкою 17 створено дві камери, зовнішню і внутрішню, сполучені між собою у верхній частині ємності і розділені цією перегородкою у її нижній частині Верхній край перегородки 17 співпадає з губами пацієнта і відстає від них на відстань, достатню для вільного пропуску слини Оболонка 1 та перегодка 17 поступово збігаються до низу ємності 2 і створюють впадину у вигляді лійки 18 з її вихідним отвором Ця лійка і її отвір перегородка 17 розділяє на дві частини і створює один отвір 19 з вихідним патрубком 20 для збору конденсату із зовнішньої камери ємності 2, а другий отвір 21 з його патрубком 22 - для збору слини із внутрішньої камери ємності 2 Пробірка 8 і колба 9 поміщені і зафіксовані у своїх патрубках 20 і 22 з можливістю зняття для випорожнення, а отвори 19 цих патрубків мають зверху м'які пружні двосторонні перетинки /не показано/ для того, щоб запобігти повернення рідини з цього посуду знов до ємності 2 Конденсатор 3 виконано у вигляді радіатору або металевої щітки, тобто декілька з'єднаних рядів дуговидних елементів 23 із тонкого дроту, виконаних з матеріалу з високим коефіцієнтом теплопровідності Ці дротяні елементи густо розташовані на основі у шахматному порядку для покращення контакту їх поверхонь з охоплюючим їх повітрям Вони заповнюють всю зовнішню камеру ємності 2 між оболонкою 1 і перегородкою 17 В основі елементи 23 з'єднані загальним дротом 24, розташованим зверху, а знизу вони збігаються докупи і входять у відповідну частину лійки 18, у її отвір 19 і його патрубок 20 У другий отвір 21 з його патрубком 22 цієї лійки розміщений ближче до обличчя пацієнту - у конусній частині внутрішньої камери ємності 2, яка міститься між перегородкою 17 і поверхнею обличчя пацієнту, збирається слина У середині конденсатору 3 міститься капсула 4 для вміщення сухого охолоджуючого льоду Вона має вигляд кульової ємності і виконана із того ж матеріалу, що і елементи 23 і з'єднана з ними для передачи холодового впливу на весь конденсатор 3 Пробірка 8 і колба 9 виконані зйомними з можливістю вміщення і утримування у їхніх пружних патрубках і мають на поверхні ВІДПОВІДНІ шкали 10 КІЛЬКОСТІ рідини, а заслінки оснащені гашетками 24 Користуються пристроєм таким чином Наді вають носо-ротову маску на обличчя, фіксуючи оболонку 1 на голові шлейками 16 За допомогою пристрою можливо збирати конденсат видихаємого повітря для аналізу експірату, концентрація складу якого дає можливість оцінювати фізичний стан організму людини по таким показникам як лактат, глюкоза, сечовина та ІНШІ Цей пристрій дає можливість збирати конденсат і слину не тільки у лабораторних, а і у польових умовах, не тільки у стані спокою, а і при різноманітних рухах у стані фізичного навантаження, а також на протязі нічного сну Дихати можливо і-ротом і носом окремо і разом при вдиханні і видиханні повітря обидвома дихальними шляхами При вдиху повітря струмом направляється через отвір клапану 12, який при цьому відкривається, охоплює елементи 23, охолоджує їх разом з капсулою 4, і далі поступає через рот, ніс і трахеї у легені Нагріте у легенях повітря при видиху направляється у зворотному напрямі - охоплює елементи 23 і капсулу 4 і через отвір клапану 13 виходить назовні /клапан 12 при цьому закривається таким же чином, як закривається клапан 12 при вдиху/ Процес конденсації протікає при награванні охолоджених предметів і тому при видиху теплого повітря із легень на елементах 23 осідає волога, яка досягає критичної маси, а потім стікає донизу і попадає у лірику 18, а через и отвір 19 і патрубок 20 далі - у пробірку 8, де по шкалі 10 оцінюється КІЛЬКІСТЬ рідини - конденсату Такий процес протікає при кожному циклі дихання Щоб більш ефективно використати тепло видихаемого повітря застосоване перегородка 17, яка верхнім краєм розбиває і розсіює його поток Ускорити накопичення конденсату можливо за допомогою куска сухого льоду, який через отвір заслінки 26 вміщують у капсулу 4, що збільшує контраст температур вдиху і видиху Слина, яка виділяється особливо при фізичних навантаженнях, осідає на перегородці 17 і на поверхнях обличчя і стікає донизу у отвір 21 лійки 18 і через патрубок 22 попадає у колбу 9, а и КІЛЬКІСТЬ оцінюється по шкалі 10 Таким чином забезпечується збирання конденсату і слини для подальшого їх аналізу Але пристрій можливо також застосовувати для деяких лікувальних процедур Наприклад, по методу лікування хворих, розробленому і успішно застосованому К П Бутейко, необхідно дихати через обмежені отвори для підвищення дихання, це досягається поступовим перекриттям отвору клапану 12 за допомогою заслінки 14, що можливо дозувати по шкалі 10 Можливе також тренування системи дихання за допомогою зміни навантаження на ВІДПОВІДНІ м'язи грудної клітини і діафрагми Це також можливо забезпечити за допомогою заслінки 14, або 15, тобто зменшенням або збільшенням отворів вдиху чи видиху Це наприклад, реалізується відомим пристроєм "Тренажер дихальний індивідуальний ТДІ-01" по методиці доктора біологічних наук Ю Н Жиліна Таким чином технічною і споживчою перевагою над прототипом є те, що пропонований пристрій має портативний, а не стаціонарний вигляд і при тому може бути застосованим не тільки для збору конденсату і слини, а і для тренування і лікування, і не тільки у стані спокою організму люди 8 48386 ни, а і в процесі його праці і відпочинку, а також у нічному сні Це досягнуто за рахунок перетворення відомого приладу - респіратора, який являє собою носо-ротову маску і який доповнено засобами накопичення і виміру конденсату і слини, а також застосуванням регульованих клапанів вдиху і ви диху повітря Сподіваємось, що цей пристрій знайде широке розповсюдження у сучасних умова , і особливо при більш повному застосуванні у практиці аналізу конденсату і його експерату ФІГ.1 Фіг.2 Фіг.З Фіг.5 48386 10 Фіг.8 Фіг.7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71