Спосіб формування дихальної газової суміші і апарат для його реалізації

1, Спосіб фомування дихальної газової суміші шляхом змішування стиснутих газів із наступною регульованою подачею газової суміші до маски, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що газову суміш подають циркуляційним потоком з об'ємною швидкістю циркуляції 3-120 л/хв, з очищенням її від вуглекислого газу, вологи і шкідливих мікродомішок, причому температуру газової суміші регулюють на вдиху в діапазоні -10 - +130°С,'при цьому здійснюють подачу до маски бінарних І багатокомпонентних газових сумішей із регулюванням якісного і кількісного складу цих сумішей, що включають кисень і, щонайменше, один їз таких газів із відсотковим вмістом у суміші до 95%: гелій і/ або аргон, і/або неон, і/або криптон, і/або ксенон, і/або радон, і/або азот, і/або закис азоту, і/або шестифтористу сірку або їх суміш. 2. Спосіб за п.1, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що в дихальну суміш уводять лікарські препарати. 3. Спосіб за пп.1-2, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що здійснюють регулювання вуглекислого газу на вдиху в діапазоні 0,0001-5%, при цьому для цієї цілі використовують видихуваний вуглекислий газ. 4. Спосіб за пп.1-3, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що знижують опір вдиху шляхом нагнітання тиску. 5. Спосіб за пп.1-4, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що покращують умови поглинання СО2 шляхом збільшення швидкості проходження газової суміші крізь прошарок сорбенту, і при цьому регулюють вміст СО2 на вдиху шляхом розгалуження видиханого потоку газової суміші на дві частини, одну із яких скеровують крізь об'єм поглинача, а іншу в обхід нього. 6. Апарат для формування дихальної суміші, який містить пристрій для одержання газової суміші з джерелом стиснутого газу, сполучені трубопроводами крізь регулятори складу і витрати газової суміші, дихальний мішок, клапан вдиху і видиху з маскою, кисневий газоаналізатор і блок керування, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що пристрій для отримання газово* суміші виконано у вигляді ємностей зі стиснутим киснем і, щонайменше, з одним із таких газів: гелій і/або аргон, і/або неон, і/або криптон, і/або ксенон, і/або радон, і/або азот, і/або закис азоту, і/або шестифтористу сірку або їх суміш, сполучених із дихальним мішком за допомогою трубопроводів із запірними вентилями і при цьому, принаймі, ємність із стиснутим киснем обладнана клапаном, дистанційно керованим від блока керування, а апарат обладнаний циркуляційним контуром, утвореним сполученими трубопроводами, с о з 27092 7. Апарат за п.6, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що до трубопроводу, який подає газову суміш до маски, між клапаном вдиху і маскою підключено інгалятор для подачі лікарських препаратів або вологи. 8. Апарат за пп.6-7, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що поглинач вуглекислого газу шунтований додатковим трубопроводом із керованим вентилем для подачі частини газового потоку, збагаченого вуглекислим газом в обхід поглинача до дихального мішка. 9. Апарат за пп.6-8, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що трубопровід на лінії видиху обладнаний перемикачем газового потоку для забезпечення можливості роботи апарата по відкритому циклу. 10. Апарат за пп.6-9, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що поглинач виконано таким, що регенерується. 11. Апарат за пп.6-10, який в і д р і з ' н я є т ь с я тим, що поглинач обладнаний пристроєм для теплової регенерації. 12. Апарат за пп.6-11, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що містить пристрій для очищення газів від мікрофлори, включений в трубопровід на лінії видиху газової суміші. 13. Апарат за пп.6-12, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що циркуляційний контур містить обернений клапан, який запобігає реверсуванню газового потоку. 14. Апарат за пп.6-13, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що він обладнаний пристроєм для визначення основного обміну при подиху пацієнта. 15. Апарат за пп.6-14, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що дихальний мішок обладнаний захисним клапаном з регульованою установкою тиску. Винахід відноситься до галузі медицини і засобів медицинської техніки і може застосовуватися в медичній практиці при лікуванні ряду захворювань за допомогою газових дихальних сумішей, у тому числі і в аварійних ситуаціях. Відомий спосіб одержання газової суміші для переривчастої нормобаричної гіпоксії, яка включає збіднення атмосферного повітря по кисню шляхом його стиснення в компресорі до 0,3-1,5 МПа І перепуску через полімерну мембрану, виконану з повних волокон, І наступну подачу суміші крізь расходомір, зволожувач і маску з дихальним клапаном пацієнта, і пристрій для здійснення цього способу, що включає дихальний мішок, маску з дихальним клапаном, у яку по тр>бопроводах подають виготовлену газову суміш, компресор, полімерну мембрану, зволожувач, расходомір, газоаналізатор (RU, 2004261, А2 1994 p., А 61 М 16/00). Найбільш близьким до запропонованого винаходу є засіб формування дихальної газової суміші шляхом готування суміші яка подається по трубопроводах стиснутих газів з наступним регулюванням подачі газової суміші до маски а також апарат, у якому реалізується цей засіб, що містить пристрій для одержання газової суміші з джерелом стиснутого газу, сполученим трубопроводами через регулятори складу і витрати газової суміші, дихальний мішок, клапани вдиху і видиху з маскою, кисневий газоаналізатор, а також блок керування (SU № 1793934, А 61 М 16/00, 1993 p.). Галузь застосування відомих засобів і пристроїв у медицині обмежена через недостатню ефективність лікування за рахунок використання в якості дихальної газової суміші повггряної (азотокисневої) суміші. У цьому винаході вирішується завданг ня розширення функціональних можливостей, підвищення ефективності лікування за допомогою зміни якісного складу газових сумішей, що вдихаються та економії витрати газів. Винахід являє спосіб формування дихальної газової суміші, яку подають цирку дихальним мішком, спонукачем витрати, регулятором температури і, щонайменше, одним поглиначем видихуваних пацієнтом вуглекислого газу, вологи і шкідливих мікродомішок, при цьому циркуляційний контур пов'язаний із кисневим газоаналізатором і додатково обладнаний газоаналізатором на вуглекислий газ і вимірювачем температури, який утворює Із кисневим газоаналізатором вимірювальний блок, електрично сполучений із блоком керування, а маска за допомогою трубопроводу з клапанами підключена до циркуляційного контуру. 5 10 15 20 27092 ляційним потоком з об'ємною швидкістю циркуляції 3-120 л/хв, і з очищенням її від вуглекислого газу, вологи і шкідливих мікродомішок, до того ж температуру газової суміші регулюють на вдиху в діапазоні -10 - +130°С, при цьому здійснюють подачу до маски бінарних І багатокомпонентних газових сумішей різноманітного якісного і кількісного складу, при цьому газові суміші складають кисень, і шонайменше, один із таких газів із відсотковим змістом у суміші до 95% гелій, і/або аргон, і/або неон, і/або криптон, і/або ксенон, і/ або радон, і/або азот, і/або закис азоту, і/або шестифториста сірка або їх суміш, а також тим, що в дихальну суміш можуть додавати лікарські препарати і тим, що можуть здійснювати регулювання вмісту вуглекислого газу на вдиху в діапазоні 0,0001-5%, при цьому до того ж використовують видихуваний вуглекислий газ, крім того, можливе зниження опору вдиху шляхом нагнітання тиску, а також покращення умов поглинання СО2 шляхом збільшення швидкості проходження газової суміші крізь прошарок сорбенту, і при цьому можливо регулювати утримання СОг при вдиху шляхом розгалуження видихуваного потоку газової суміші на дві частини, одну із яких спрямовують крізь об'єм поглинача, а іншу в обхід нього. Апарат для формування дихальної суміші містить пристрій для отримання газовох суміші, виконаний у вигляді ємностей зі стиснутим киснем і, щонайменше, з одним із таких газів: гелієм,і/або аргоном, і/або неоном, і/або криптоном, і/або ксеноном, і/або радоном, і/або азотом, і/або закисом азоту, і/або шєстифтористою сіркою або їх сумішшю, з'єднаних з дихальним мішком за допомогою трубопроводів із запірною арматурою, при цьому, принаймі, ємність із стиснутим киснем оснащена клапаном, дистанційно керованим від блоку керування, а апарат має циркуляційний контур, створений сполученими трубопроводами дихальним мішком, побуджувачем витрати, регулювачем температури і, щонайменше, одним поглиначем видихуваних пацієнтом в апарат вуглекислого газу, вологи і шкідливих мікродомішок, при цьому циркуляційний контур пов'язаний Із кисневим газоаналізатором і додатково забезпечений газоаналізатором на вуглекислий газ і вимірювачем температури, що утворюють разом із кисневим газоаналізатором вимірювальний блок, електрично з'єднаний з блоком керування, а маска за допомогою трубопроводів із клапанами підк 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лючена до циркуляційного контуру, а також тим, що до трубопроводу, що пгдає газову суміш до маски, між клапаном вдиху і маскою може бути приєднаний інгалятор для подачі лікарських препаратів або вологи, а поглинач вуглекислого газу може бути шунтований додатковим трубопроводом із запірною арматурою для подачі частини газового потоку, збагаченого вуглекислим газом в обхід поглиначала до дихального мішку, а трубопровід на лінії видиху може бути постачений перемикачем газового потоку для забезпечення можливості роботи апарату з відкритим циклом, при цьому поглинач може бути виконано регенерованим і постачений пристроєм для теплової регенерації, при цьому апарат може містити пристрій для очищення газів від мікрофлори, включений у трубопровід на лінії газової суміші, а циркуляційний контур може містити зворотний клапан, який запобігає реверсування газового потоку, причому апарат може бути обладнаний пристроєм для визначення основного обміну при подиху пацієнта, а дихальний мішок - клапаном захисту із регульованою установкою тиску. Запропонований засіб формування дихальної газової суміші передбачає застосування достатньо коштовних газів, особливо гелію, а здійснення циркуляції разом із регенерацією завданої суміші за допомогою запропонованого апарата є найбільш економічним та ефективним, тому що зводить втрати газів до мінімуму. Використання винаходу дозволяє одержати технічний ефект, який полягає в тому, що використання газів, які відрізняються по властивостях від повітря, дозваляє одержати високий терапевтичний ефект, а подача газів циркуляційним потоком і їх регенерацію дозволяють використовувати газову суміш ефективно т і економічно, при цому ефективність пикористання підвищується за рахунок регулювання температури суміші та інгаляції лікарських препаратів. Можливість застосування в суміші різноманітних газів дозволяє надавати медичну допомогу постраждалим при переохолоджуванні за рахунок надзвичайно високої теплопровідності гелію, А використання, наприклад закису азоту, дозволяє зняти біль при пораненні, а також використовувати апарат для наркозу при хірургічних операціях. Винахід пояснюється кресленням, де надана схема апарату для формування дихальної суміші, за допомогою якого здійснюють засіб. . 27092 Апарат містить пристрій для отримання газової суміші у вигляді ємності 1 із стиснутим киснем (О2) із вентилем 2, а також, принаймі, однієї ємності 3 з вентилем 4, який включає один із таких газів: гелій (Не), закис азоту {НО), шестифтористу сірку (SFg), а також інші гази (Rn, Хе, Кг, Аг, Ne, N) або їх суміші. Ємності 1 і З сполучені з дихальним мішком 5 за допомогою трубопроводів 6. Ємність 1, яка включає О г , має керований клапан 7, підключений до блоку керування 8. Апарат також містить спонукач витрати 9, регулювач температури 10, поглиначі вуглекислого газу, що виділяється пацієнтом в апарат 11, вологи і шкідливих мікродомішок 12, сполучені трубопроводом 13 між собою і з дихальним мішком 5 з утворенням замкненого циркуляційного контуру. Цей контур також постачений газоаналізаторами кисню та вуглекислого газу, відповідно 14 і 15, f вимірювачем температури 16, що утворюють вимірювальний блок параметрів газової суміші, електрично з'єднаний з блоком керування 8. До циркуляційного контуру крізь клапани вдиху 17 і видиху 18 підключена маска 19 за допомгою трубопроводу 20. Між клапаном вдиху 17 і маскою 19 може бути встановлено інгалятор 21 для подачі лікарських препаратів або вологи, залучений до блоку керування 8. Поглинач СО2 може бути постачений обхідним трубопроводом 22 з керованим вентилем 23, під'єднаним до блоку керування 8 для подачі частини газового потоку, збагаченого СОг в обхід поглинача 11 до дихального мішка 5. У циркуляційному контурі на лінії видиху може бути встановлено перемикач газового потоку 24 для забезпечення роботи апарата по відкритому циклу, а також пристрій для очищення газів від мікрофлори 25. У циркуляційний контур апарата також може бути підключено зворотній клапан 26, наявність якого забезпечує необхідну спрямованність газового потоку в циркуляційному контурі (крізь фільтри 12 і 11), і запобігає заповнення дихального мішка 5 неочищеною газовою сумішшю, тобто запобігає реверсуванню газового потоку. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 Дихальний мішок 5 може бути постачений захисним клапаном 27 із регульованою установкою тиску, шр дозволяє забезпечити цілість дихального мішка при 55 заповнені його стиснутими газами за рахунок регулювання тиску у середині мішка. ' Поглинач вуглекислого газу 11 може бути виконаний регенерованим, наприклад, з пристроєм для теплової генерації. 8 Поглинання вуглекислого газу відбувається при проходженні вологої газової суміші крізь поглинач 11 1 наприклад, по реакції: КНСО3 + СО2 Н2О > 2К • НСО3 3 При нагріванні поглинача 1 до 11 температури 220-240°С протікає зворотня реакція: 2КНСО3 > КНСО3 + СО2 Н2О яка супроводжується виділенням в навколишнє середовище вуглекислого газу і парів води, а також відновленням поглинальних властивостей сорбенту, тобто після теплової регенарації поглинач 11 може бути використаний багаторазово. У інших варіантах може бути використаний поглинач інших хімічних складів {твердий - цеоліти, рідкий - аміни), але забезпечуючий його регенерацію. Апарат може бути постачений пристроєм для визначення основного обміну при подиху пацієнта, що включає визначення кількості вдихуваної суміші і кількості споживаного кисню і видихуваного вуглекислого газу {СО2), що дозволяє простежити за станом пацієнта і в залежності від цього призначати кількісний і якісний склад дихальної суміші і її температури. Спосіб формування дихальної суміші за допомогою апарата здійснюють таким чином. Попередньо, на газоаналізаторах 14 і 15, регуляторі температури 10 і блоці керування 8 задається необхідний вміст кисню і вуглекислого газу і температура суміші. У вихідному положенні усі вентилі 2, 4 ємностей 1, 3 із стиснутими газами закриті, блок керування 8 і вимірювальний блок параметрів газового середовища включені, а отвір у масці 19 перекрито) наприклад, заглушкою (на схемі не показана). З ємності 3 із стиснутим газом, наприклад, гелієм, крізь вентиль 4 та трубопровід 6 1 гелій подається в дихальний мішок 5 і наповнює його. Залишкова частина газу викидається в атмосферу. Включається спонукач витрати 9, внаслідок чого гелій починає циркулювати по замкненому колу, проходячи крізь регулятор температури 10, поглинач шкідливих мікродомішок 12 і поглинач СО2 11. Потім відчиняють вентиль 2 подачі кисню, який надходить у дихальний мішок 5 і перемішується з гелієм. В міру надходження кисню, концентрація Його підвищується, за цим спостерігають за допомогою газоаналізатора О2 14. Якщо концентрація Ог досягне заданого розміру, блок керування 8 закриває керований кла 27092 пан 7 і надходження О2 припиняється. Після цього включається регулятор температури 10, що доводить температуру газової суміші до заданої величини, яка може змінюватися від -10 до +130°С. Потім з маски 19 знімають заглушку, щільно зміцнюють маску 19 на обличчі пацієнта і починають сеанс лікування. При вдосі через клапан вдиху 17 пацієнту подають, наприклад, підігріту гелієво-кисневу суміш, при цьому утримання гелію або іншого газу в суміші з О2 може змінюватися до 95%. Завдяки надзвичайно високій текучості і теплопроводности гелію створюються умови для прогріву організму, а також полегшується легенева вентиляція. Крім того, варіюючи зміст кисню в суміш?, проводиться лікування в умовах гіпероксії, нормоксії і гіпоксії. Використання спонукача витрати 9 шляхом нагнітання тиску знижує при необхідності газодинамічний опір при вдосі, що особливо важливо при важкому стані хворого, яке супроводжується утрудненим подихом. У апараті передбачена також можливість створення гіперкапнічних умов за рахунок керованого розгалуження видиханого газового потоку на дві частини, одна з яких прямує у поглинач CO., 11, а інша минає його. У тому випадку, коли весь газовий потік проходить крізь поглинач СО2 концентрація СО2 на вдосі близька до нуля. Нарешті, передбачена можливість вп 5 10 15 20 25 ЗО 35 10 ливу на організм фармлрепаратів, які можуть подаватися крізь інгалятор 21 у трубопровід 20 між клапаном вдиху 17 і маскою 19. Видихуваний газ, збагачений СОг, вологою, шкідливими мікродомішками і мікрофлорою, спочатку проходить крізь пристрій для очищення від мікрофлори 25, а потім крізь клапан видиху 18 подається до поглинача СО2 11, який постачений обвідною лінією із керованим вентилем 23 для регулювання утримання СО2 на вдосі (від 0,0001 до 5%), і далі крізь дихальний мішок 5 і спонукач витрати 9 газова суміш надходить на газоаналізатор СО г 14. Використання таких сумішей (із підвищеним змістом СО 2 ,- гиперкапнічні суміші) дозволяє, наприклад, поліпшити постачання О2 кровоносних судин головного мозоку. Внаслідок того, що гелій в організмі практично не засвоюється, а О2 споживається в межах 7-200 л/хв (у залежності від фізичних навантажень, стану організму та інших факторів), газоаналізатор О2 14 може показати, що зміст О2 у газовій суміші нижче заданого. Таким чином крізь блок керування 8 на керований клапан 7 надходить сигнал на відкриття і дозування кисню. Надходження кисню в циркуляційний контур відбувається до досягнення його концентрації завданого значення, після цього керований клапан 7 запирається. Об'ємна швидкість циркуляції газової суміші по замкненому контуру складає 3-120 л/хв відповідно до потреби пацієнта. 27092 21 Упорядник Замовлення 551 Техред М. Келемеш Коректор М. Куль Підписне Тираж Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл.( 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101