Пристрій для інгаляції благородними газами

Реферат: UA 90496 U UA 90496 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до медицини і може бути використана в наркології психіатрії, неврології, пульмонології терапії та інших галузях, де проводяться інгаляції кисневокриптоновою, киснево-ксеноновою та киснево-криптоново-ксеноновою сумішшю. Терапія благородними газами зарекомендувала себе як перспективний метод у профілактиці і лікуванні захворювань людини. Ксенон має виражену аналгетичну, анестезуючу та міорелаксантну дію, забезпечує стабільність показників серцево-судинної та дихальної систем і використовується для лікування стресів, головних болів, депресивних розладів, реабілітації організму після хвороби. Також ксенон використовується для підвищення працездатності в терапії наркоманії та алкоголізму. Основною перепоною розповсюдження методу криптонової і ксенонової терапії є рідкість і висока вартість благородних газів. У зв'язку з цим розробка технічних рішень, що сприяють повторному використанню відпрацьованих газових сумішей (рециклінг) є надзвичайно актуальною. Досягнутий рівень техніки в області, що розглядається, характеризується наступними прикладами. Відомий "Способ проведения анестезии ксеноном по масочному типу" по патенту Росії №2102088 СІ, опубл. 20.01.1998., який полягає в тому, що після денітрогенізації чистим киснем, яка проведена в напіввідкритому контурі при газотоці 6-8 л/хв. після перемикання на закритий контур в дихальному мішку залишають не більше 500 мл кисню, ксенон подають в систему наркозного апарату в об'ємі, що дорівнює 1,3 життєвої ємності легенів пацієнта протягом 1,52 хв., підтримуючи його концентрацію не більше 70 %, після настання наркозу лицьову маску знімають. При переповненні дихального мішка залишки газонаркотичної суміші видаляють в пристрій для регенерації ксенону. Після закінчення операції подачу ксенону відключають, а в наркозний апарат подають протягом 5 хв. кисень. Рециклінг ксенону здійснюється за допомогою використання змінних блоків уловлювання ксенону (БУК). Відпрацьована газова суміш уловлюється сорбентом БУК і відправляється на спеціалізоване підприємство з переробки ксенону. Відомий "Способ ингаляции и устройство для его осуществления" по патенту Росії № 2317112 СІ, опубл. 20.02.2008. Інгаляцію здійснюють підігрітою до 90 °C газовою сумішшю ксенону і кисню зі змістом кисню у суміші не менше 20 % і настання ознак дії газу. Пристрій для проведення інгаляції мстить блок подачі газів, замкнутий дихальний контур у вигляді газової камери з газоаналізатором. Дихальна камера містить додаткову дихальну ємність, лінію вдиху/видиху та заслінку для відкриття і закриття дихального контуру. Розробка дозволяє знизити витрати ксенону, підвищити ефективність інгаляції і скоротити час інгаляції В пристрої можуть використовуватись дихальні мішки різних розмірів, що дозволяє здійснювати інгаляцію пацієнтам з різною ємністю легенів. Рециклінг ксенону у відомому способі здійснюється за допомогою використання БУК. Недоліком відомих способів з рециклінгом ксенону за допомогою БУК є те, що зниження вартості вторинного ксенону не завжди виявляється достатньою для проведення заходів по збору відпрацьованої суміші транспортування на переробні підприємства і переробку БУК. Найбільш близьким аналогом, вибраним за прототип є "Способ ингаляционной анестезии и оборудование для его осуществления" по патенту Росії № 2183476 С2, опубл. 20.06.2002. Пристрій для здійснення інгаляційної анестезії мстить апарат для наркозу, змінний патрон з адсорбентом і кріонасос, що входять до комплексу регенерації ксенону. Комплекс регенерації ксенону включає також десорбер, вакуум-насос, апарат з гетерним наповнювачем, балон для збору регенерованого ксенону і хроматограф. Недоліком даного способу є необхідність використання таких дорогих і технічно складних пристроїв як газовий хроматограф і кріогенний насос. Задачею, на вирішення якої спрямовано дану корисну модель, є здійснення процесу регенерації ксенону і (чи) криптону безпосередньо в апараті для інгаляції сумішшю кисню з благородними газами (БГ) - криптоном, ксеноном або криптоном разом з ксеноном, без використання кріогенної апаратури. Поставлена задача вирішується пристроєм для інгаляції благородними газами, який складається з реверсивного закритого дихального контуру, дихального мішка, маски, лінії вдиху-видиху, сорберу вуглекислого газу і пари води, джерела кисню, джерела благородних газів (криптону, ксенону, або криптоново-ксенонової суміші), і відрізняється тим, що додатково містить сорбер-десорбер газових сумішей, що складається з послідовно з'єднаних газового насоса, колонки з сорбентом, що містить підігрівач, охолоджувачем десорбованих газів, що містить конденсатор чи поглинач пари води і хімічних фільтрів для поглинання і деструкції 1 UA 90496 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 летучих домішок органічного і неорганічного походження, що десорбуються разом з БГ на етапі температурної десорбції з колонки сорбенту. Наявність сорберу-десорберу і фільтрів дає можливість регенерувати і повторно використовувати БГ на місці їх застосування, без збору і відправки на переробні підприємства. Схема пристрою показана на кресленні. Пристрій складається з дихальної маски 1, лінії вдиху-видиху 2, дихального мішка 3, блока 4, що містить вузли, які традиційно використовуються в дихальних контурах закритого типу (клапани вдиху-видиху, аналізатор вмісту кисню, пристрій для напуску кисню в дихальний контур, вимірювач швидкості подачі кисню, сорбер вуглекислого газу і пари води та інші), аналізатора БГ 5, джерела стислих первинних БГ 6, пристрою для напуску БГ у дихальний контур 7, сорбера-десорбера з підігрівачем 8, колонки якого наповнені сорбентом, який вибірково сорбує благородні гази, газового компресора 9, призначеного для прокачування газу через сорбер-десорбер, фільтра або конденсатора для поглинання пари води 10, каталітичного фільтра 11, що уловлює летючі органічні та неорганічні продукти життєдіяльності пацієнта, які десорбуються разом з БГ, зворотних клапанів 12 і 13, що ізолюють вузли 8, 9, 10, 11 від дихального контуру при непрацюючому компресорі, вірусно-бактеріального фільтра 14. Працює пристрій наступним чином. Порядок роботи залежить від характеру використання сорбера-десорбера 8 під час процедури. Якщо сорбер-десорбер, в процедурі використовується тільки як сорбер БГ, а джерело БГ 6, як єдине джерело БГ для пацієнта, то порядок роботи з пристроєм наступний. 1. Дихальний мішок 3 заповнюється киснем на одну третину за допомогою пристроїв дозування кисню, що входять до складу блока 4. Дихальний контур при цьому ізольований від маски. 2. Далі здійснюється часткова денітрогенізація пацієнта. Денітрогенізація проводиться в окремому дихальному контурі напіввідкритого типу або з використанням традиційних елементів блока 4. Денітрогенізація полягає в серії глибоких вдихів-видихів кисню через окрему маску окремого дихального контуру (на кресленні не показана) або маску 3, якщо для денітрогенізації використовуються стандартні вузли блока 4. Кількість вдихів-видихів залежить від концентрації БГ, яка буде використовуватися в процедурі. Орієнтовно, число дихальних екскурсій на етапі денітрогенізації приймається чисельно рівною подвійній кількості відсотків БГ, що будуть використовуватися в процедурі. Наприклад, при використанні 10 % концентрації БГ проводиться денітрогенізація двадцятьма вдих-видихами кисню. Останній видих циклу денітрогенізації здійснюється вже в лінію вдиху-видиху 2 і далі в мішок 3. 3. Після цього, на тлі спокійного спонтанного дихання проводиться подача БГ у дихальний контур з джерела стислих первинних БГ 6 за допомогою пристрою напуску 7. Швидкість подачі БГ встановлюється в межах 300-400 мл/хв. При досягненні показників датчика 5 рівня необхідного процентного вмісту БГ, подача благородних газів припиняється. У процедурах терапії використовуються газові суміші Хе - О2 або Кr - О2 складу 5-50 %, 95-50 %. Надалі, при зменшенні концентрації БГ нижче заданої, лікар або система управління (на схемі не показана) відновлює рівень БГ шляхом напуску невеликої порції газу за допомогою джерела стислих БГ 6. При досягненні заданого рівня БГ джерело 6 закривається. Концентрація кисню підтримується традиційними методами, за допомогою стандартних пристроїв блоку 4. 4. Після закінчення встановленого часу процедури, на тлі триваючого спокійного дихання, включається насос 9, який здійснює циркуляцію газової суміші в дихальному контурі з метою її сорбції. При цьому газова суміш послідовно рухається через зворотний клапан 13, насос 9, сорбер-десорбер 8, фільтр або конденсатор для поглинання пари води 10, каталітичний фільтр 11, що уловлює летючі органічні та неорганічні продукти життєдіяльності пацієнта, які десорбуються разом з БГ і зворотний клапан 12. Нагрівач сорбера-десорбера 8 вимкнений, а значить сорбер-десорбер знаходиться в режимі сорбції газу. Даний етап триває 5-10 хв. У ході цього етапу поглинається весь ксенон і (чи) криптон із дихального мішка 3, а також значна його частина з організму пацієнта. Ознакою закінчення даного етапу є падіння рівня БГ у дихальному контурі нижче 0,1 %. Процедура завершується шляхом від'єднання маски 3 від пацієнта. Якщо сорбер-десорбер 8 у процедурі використовується як джерело БГ на початковій стадії процедури, а джерело БГ 6, як допоміжне джерело газу для пацієнта, то порядок роботи з пристроєм наступний. 1а. Перед початком процедури проводиться десорбція БГ із сорбера-десорбера 8 в дихальний контур. Для цього дихальний мішок 3 наповнюється киснем за допомогою блока 4 на одну третину і включається нагрівач сорбера-десорбера. При цьому дихальний контур ізолюється від маски 3. По мірі розігріву матеріалу сорбенту сорбера-десорбера відбувається десорбція БГ пари води, летючих продуктів життєдіяльності попередніх пацієнтів, яким 2 UA 90496 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 проводили процедури терапії БГ і які закінчувалися сорбцією невикористаних БГ (дивися пункт 4 вище). Гази, що десорбуються надходять до фільтра або конденсатора пари води 10 і після охолодження та відділення від водного конденсату спрямовуються в каталітичний фільтр 11. У каталітичному фільтрі 11 відбувається повна деструкція і поглинання сторонніх компонентів газів, що десорбуються з сорбера-десорбера 8. При цьому БГ проходять в дихальний контур через зворотний клапан 12 та вірусно-бактеріальний фільтр 14 безперешкодно. Після досягнення температури, що гарантовано забезпечує десорбцію БГ з сорбер-десорбера 8, включається газовий насос 9, який переміщує залишки БГ у дихальний мішок 3 через лінію вдиху видиху 2. Газова суміш при цьому рухається через зворотний клапан 13, насос 9, розігрітий сорбер-десорбер 8, фільтр або конденсатор для поглинання пари води 10, каталітичний фільтр 11, зворотний клапан 12 та вірусно-бактеріальний фільтр 14. Після завершення десорбції розігрітий сорбер-десорбер 8 примусово охолоджується вентилятором (на схемі не показано) до кімнатної температури. Концентрація БГ у дихальному контурі контролюється аналізатором БГ 5. Якщо концентрація БГ, що була десорбована перевищує встановлену для даної процедури, то проводиться зниження концентрації БГ шляхом напуску додаткової порції кисню засобами блока 4. Якщо концентрація БГ нижче необхідної, то проводиться напуск необхідної порції газу через дихальний контур 7 з джерела БГ 6. Кінцева наповненість мішка 3 повинна становити 1,5 обсягу життєвої ємності легень пацієнта. 2а. Проводиться денітрогенізація пацієнта аналогічно описаним вище в пунктах 2 і 3. Денітрогенізація закінчується повним видихом пацієнта, з наступним вдихом через маску 3 з наповненого дихального мішка 3. 3а. Далі проводиться власне процедура інгаляції з наступною сорбцією БГ, згідно з наведеними вище пунктами 3 і 4. Приклад використання пристрою. Пацієнт з синдромом хронічного стресу. Вага пацієнта 62 кг, вік 56 років. Процедура ксенонотерапії складалася з 40 хв. інгаляції ксеноно-кисневої суміші, що містила 20 % ксенону. Процедурі інгаляції передувала денітрогенізація чистим киснем протягом 5 хв. (40 вдихіввидихів по відкритому контуру). Після завершення денітрогенізації і початку спонтанного дихання по закритому контуру, концентрація кисню в мішку становила 82 %. Початковий об'єм мішка - 4±0.4 л. Після встановлення стаціонарного режиму спокійного спонтанного дихання була включена подача ксенону зі швидкістю потоку 0,4 л/хв. Концентрація ксенону в 20 %, встановилася протягом 230 с. При цьому було витрачено 1,5 л ксенону. Концентрація кисню в дихальному мішку склала 62 % при обсязі ксеноно-кисневої суміші 3,5±0.4 л. До кінця процедури було витрачено додатково 1,2 л ксенону і 4,5 л кисню. Таким чином, загальна витрата ксенону за весь час процедури склала 2,7 л. Після завершення процедури інгаляції був включений насос сорбера-десорбера ксенону. Протягом 5 хв. концентрація ксенону в дихальній суміші зменшилася до 1 %. Після завершення процедури сорбції ксенону пацієнт був від'єднаний від дихального контуру. Наступна процедура ксенонотерапії проводилася цьому ж пацієнтові на наступний день. Підготовка до процедури полягала в термічній десорбції ксенону з сорбера-десорбера, очищенні газів, що десорбували, і переміщенні їх в дихальний мішок. Процедура десорбції зайняла 4,5 хв. В результаті продувки сорбера-десорбера киснем об'єм дихального мішка склав 3,2±0,3 л при концентрації ксенону в мішку 42 %. Таким чином, застосування сорбера-десорбера ксенону дозволило зберегти для подальшого використання близько 1,3 л ксенону або близько половини кількості необхідної для проведення наступної процедури. Після денітрогенізації пацієнт почав повторну процедуру інгаляції з вдихання десорбованої газової суміші. При цьому концентрація ксенону в мішку знизилася з 42 % до 22 % за 130 с. Надалі концентрація ксенону підтримувалася періодичним напуском ксенону в дихальний контур. Після проведення терапії БГ пацієнт відзначив різку позитивну динаміку психосоматичного статусу, поліпшення працездатності, апетиту і загальної активності. Всього протягом процедури було витрачено 1,4 л первинного ксенону, що складає близько половини від витрати в попередній процедурі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Пристрій для інгаляції благородними газами, який складається з реверсивного закритого дихального контуру, дихального мішка, маски, лінії вдиху-видиху, сорберу вуглекислого газу і пари води, джерела кисню, джерела благородних газів, який відрізняється тим, що додатково містить сорбер-десорбер газових сумішей і хімічні фільтри для поглинання і деструкції летучих домішок органічного і неорганічного походження. 3 UA 90496 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4