Пристрій для лікування і реабілітації кардіореспіраторних захворювань

Реферат: Пристрій належить до медицини, а саме до пульмонології, кардіології, медичної реабілітації, курортології, фізіотерапії та може бути використаним для розвитку та відновлення кардіореспіраторних функцій та працездатності. Пристрій з використанням способу переривчастої нормобаричної гіпоксії відрізняється індивідуальним дозуванням парціального тиску кисню в газовій суміші для дихання від дихання в діапазоні від 159,6 до 52,0 мм.рт.ст., що еквівалентно його зміні в атмосфері на висотах від 0 до 8500 метрів над рівнем моря, відповідно до рівня адаптивних здатностей кардіореспіраторних функцій людини з одночасною інгаляцією мінеральних, органічних мікроелементів та лікарських препаратів з розчину або сухої суміші в струмені суміші для дихання. UA 113030 C2 (12) UA 113030 C2 UA 113030 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропоноване рішення належить до медицини, а саме до пульмонології, кардіології, медичної реабілітації, курортології, фізіотерапії та може бути використаним для розвитку та відновлення кардіореспіраторних функцій та працездатності. Використання технології переривчастого гіпоксичного нормобаричного тренування для лікування кардіореспіраторних параметрів є поширеними в медицині [4]. Накопичено величезний позитивний досвід використання дозованої гіпоксії як лікувального і профілактичного засобу (М.М. Сиротинін 1939, З.І. Барбашова 1952, В.Я. Березовський 1979, Р.Б. Стрелков, Ю.М. Караш, А.Я. Чижов, 1985, Є.М. Горбань, Д.А. Сутковий 1997) [5, 6]. Існують пристрої, в яких з метою розширення діапазону зміни концентрації кисню добавлена суміш із збільшеною концентрацією кисню [3], і пристрої, в яких разом із надлишком кисню в дихальній суміші використовують, для збільшення гіпоксичного впливу, вуглекислий газ [4]. Найбільш 6лизьким за технічною суттю до запропонованого рішення є пристрій для кліматотерапії" [1] і його варіант: індивідуальна аеротерапевтична установка "Борей-М" [2]. Пристрій складається з компресора, газороздільного фільтра, елемента подачі дихальної суміші пацієнту в вигляді прозорого ковпака на кронштейні та шлангів для підведення дихальної сухіші. В дихальну систему пацієнта подається дихальна суміш з вмістом кисню, меншим, ніж в атмосферному середовищі. Недоліком методу є дозування парціального тиску кисню в газовій суміші від 103,6 до 74,3 мм.рт.ст. (3,5 до 6 тис. м над рівнем моря) [2], причому зменшення парціального тиску кисню проводиться за рахунок зменшення швидкості вихідного газового потоку - зменшення об'єму дихальної суміші, тоді як пацієнти зі зниженими адаптивними функціями потребують більш індивідуального дозування, за недостатності якого можуть виникати хворобливі ускладнення. Поширеним методом лікування дихальної системи є інгаляція лікувальними препаратами, який використовується в гострому періоді захворювання при підвищеній температурі тіла і наявності інфекційного впливу. Після зменшення інфекційної загрози фармакологічними засобами часто буває досить великий період лікування, в якому не вдається зменшити температуру тіла, що тримається на високому рівні за рахунок декількох факторів, в тому числі і кисню, об'єм якого, при розладженому диханні в хворобливому стані, перевищує потребу організму для нормального фізіологічного функціонування і його надлишок сприяє посиленню вогнища запалювання. Задачею запропонованого рішення є ліквідація вказаних недоліків для удосконалення індивідуального підходу з використанням методу переривчастого нормобаричного гіпоксичного тренування. Вказана задача вирішується: - дозуванням парціального тиску кисню в газовій суміші від 159,6 до 52,0 мм.рт.ст., що еквівалентно його зміні в атмосфері на висотах від 0 до 8500 метрів, без зміни об'єму дихальної суміші зa хвилину, - без зміни швидкості дихальної суміші. Рішення досягається за рахунок управління тиском повітря на вході молекулярний фільтр для створення гіпоксичної суміші при стабілізації швидкості дихальної суміші, відповідно до рівня адаптивних здатностей кардіореспіраторних функцій пацієнта; - інгаляцією в дихальну систему пацієнта органічних і мінеральних мікроелементів і фармакологічних препаратів, призначених лікарем, в усьому діапазоні змін парціального тиску кисню. Рішення досягається за рахунок пропускання підготовленої гіпоксичної суміші, з дозованим парціальним тиском кисню, через розчин або через суху суміш мікроелементів в блоці інгаляції, із регулюванням вологості дихальної суміші перед попаданням в зону дихання пацієнта. На доданому кресленні (фіг. 1) приведена блок-схема установки з фотографіями основних вузлів, показаний загальний вигляд запропонованої корисної моделі та компонування елементів в ній. На кресленні зображено наступні елементи: 1 - фіксатор потоку інгаляції (ковпак або маска; 2 - витратомір; 3 - манометр; 4 - таймери для вимірювання часу процедур; 5 - блок кульових вентилів для управління інгалятором; 6 - тумблер підключення до електромережі живлення установки; 7 - тумблер запуску процедури; 8 - компресор; 9 - інгалятор; 10 - пульти блока управління і блока вимірювання і обробки; 11 - голчастий вентиль для регулювання виходу газової суміші на газоаналізатор; 12 - голчастий вентиль регулювання виходу газової суміші в блок інгаляції і подачі в зону дихання пацієнта; 13 - вихід редуктора для зміни тиску повітря на вході в молекулярний фільтр в ручному і циклічному режимі; 14 - індикатор параметрів пацієнта і режимів пристрою; 15 - газоаналізатор; 16 - перехідник змінної довжини, для подачі інгаляційної суміші в зону дихання пацієнта, під ковпаком; 17 - підключення блока інгаляції в зону дихання. 1 UA 113030 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На наведеному кресленні (фіг. 2) зображена технологічна схема запропонованого пристрою. Пристрій складається з компресора з ресивером (17), вологоочисника (18), пневматичного розподілювача (16), молекулярного фільтра для створення гіпоксичної суміші (14), трьох перемикаючих клапанів Кп1, Кп2, Кп3 для очистки молекулярного фільтра 14 від вологи, блока пневматичного опору для атмосферного повітря (15), блока інгаляції (13) - (Р - інгаляція через розчин, С - інгаляція через суху суміш, В - регулювання вологості дихальної суміші, D - кульові вентилі), датчики стану пацієнта (12), ротаметра (11), фільтра дихальної суміші (9), регулюючого голчастого вентиля гіпоксичної суміші (8) для подачі її в зону дихання, напівсферичного ковпака або дихальної маски (в залежності від наявності чи відсутності у пацієнта клаустрофобії) для фіксації дихальної суміші в зоні дихання (10), блока індикації (7), регулюючого голчастого вентиля гіпоксичної суміші (5) для подачі її в газоаналізатор (6), блок управління з ручним, циклічним і програмним режимами (3), блок вимірювання і обробки параметрів пацієнта і пристрою (4), блок візуалізації параметрів пацієнта і пристрою (7), редуктор зміни вхідного тиску (1), манометр (2) для вимірювання тиску на вході в молекулярний фільтр для створення гіпоксичної суміші (14). Для подачі стиснутого повітря в установку використовують компресор 17, з ресивером, для збору стисненого повітря, усунення пульсації тиску, відділення конденсату. Компресор оснащено пресостатом, клапаном зворотного тиску, краном для зливу конденсату, клапаном запобіжним, вихідним редуктором для подачі тиску в установку, на виході установлено швидкознімач для швидкого підключення до зовнішнього споживача, після виходу з компресора установлено вологоочисник 18. Установлений в компресорі пресостат забезпечує роботу компресора в автоматичному режимі підтримки тиску в ресивері. Надлишкова волога з повітря видаляється як при стискуванні повітря в ресивері, як конденсат, так і при виході з ресивера, при проходженні через вологоочисник 18. Пресостатом встановлюємо тиск в ресивері компресора в діапазоні від 0,3 до 0,5 МПа. Для роботи установки ми використовуємо тиск в діапазоні від 0,003 до 0,3 МПа, що забезпечує високу стабільність тиску повітря у вході в молекулярний фільтр для створення гіпоксичної суміші. З ресивера стиснуте повітря через редуктор зовнішнього тиску компресора під тиском до 0,3 МПа, через вологоочисник 18 подається в газовий розділювач 16. В газовому розділювачі напрямок подачі повітря по команді блока управління 3 періодично міняється - або для створення гіпоксичної суміші - при проходженні стиснутого повітря на вхід блока 14, або для створення опорного повітряного потоку блоком 15, без зміни парціального тиску кисню, для періодичної подачі в дихальну суміш. Сформована дихальна суміш подається через вихідний фільтр 9 і регулюючий вентиль 5 на вхід в газоаналізатор 6 для вимірювання рівня кисню, а через регулюючий вентиль 8, ротаметр 11 і блок інгаляції 13 подається в зону дихання 10. Параметри пацієнта з блока датчиків 12 попадають на вхід в блок вимірювання 4 і після обробки виводяться на блок індикації 7. На вхід в блок вимірювання 4 попадають також результати вимірювання об'ємної концентрації кисню із газоаналізатора 6 і після їх обробки передаються в блок індикації як параметри парціального тиску кисню в мм.рт.ст. і параметри умовної висоти над рівнем моря в метрах. Параметри тиску на вході в молекулярний фільтр із манометра 2 обробляються в блоці 4 і разом з параметрами величини фактичної гіпоксії, з газоаналізатора 6, передаються в блок 3 для управління режимами гіпоксії. В робочому режимі в клапанах Кп1, Кп2 і Кп3 вхід "А" і вхід "В" об'єднані. Після завершення фізіотерапевтичних процедур з пацієнтом для періодичної очистки молекулярного фільтра 14, по команді "очистка" із блока 3, входи "А" цих клапанів з'єднуються із входами "С" і конденсат з молекулярного фільтра 13, під тиском до 0,1 МПа, виставленого редуктором 1, видаляється через вихід "С" клапана Кп1. Після зняття команди "очистка" із блока 3 клапани Кп1, Кп2 і Кп3 повертаються в початкове положення, в робочий режим. Блок управління 3 працює в 3-х режимах. 1-й: ручний режим - парціальний рівень кисню в дихальній суміші, при вхідному тиску в молекулярний фільтр міняється оператором за допомогою ручного управління редуктором 1, тумблерами на блоці 3 оператор вибирає характер дихальної суміші: гіпоксична, при направленні блоком 16 вхідного повітряного потоку на вхід в блок 14, і негіпоксична - без зміни парціального тиску кисню - при направлені вхідного потоку блоком 16 на вхід в блок 15, Пневматичний опір для вхідного повітряного потоку у блоків 14 і 15, однаковий і об'ємна швидкість дихальної суміші при зміні напрямків газового потоку через блоки 14 і 15 на виході не міняється. Режими блока інгаляції 13 міняються оператором. Об'ємна швидкість дихальної суміші, по ротаметру 11, змінюється, пропорційно об'ємної швидкості вдиху пацієнта, при зміні парціального тиску кисню оператором. 2 UA 113030 C2 5 10 15 20 25 30 2-й циклічний режим - коли парціальний рівень кисню в дихальній суміші міняється по заданому циклу, періодично міняючись від парціального рівня кисню при тиску на вході в фільтр 14 заданого редуктором 1, до рівня парціального тиску кисню рівному 159,6 мм.рт.ст., при проходженні через блок 15. Зміна параметрів циклу, для досягнення необхідних кардіореспіраторних параметрів проводиться оператором в ручному режимі, на основі аналізу результатів вимірювань, по блоку індикації 7, режими блока інгаляції 13 міняються операторам. Об'ємна швидкість дихальної суміші, по ротаметру, змінюється, пропорційно об'ємній швидкості вдиху пацієнта, при зміні парціального тиску кисню, оператором. 3-й програмний режим - парціальний рівень кисню в дихальній системі міняється по алгоритму, який у пацієнта визиває потрібну зміну температури і кардіореспіраторних параметрів, граничні значення цих параметрів виставляються на початку процедури, причому контроль за їх зміною і корекція алгоритму блоком 3 відбувається автоматично, на основі аналізу змін цих параметрів за результатами вимірювання. Зміну парціального тиску кисню в цьому режимі проводять шляхом автоматичної зміни тиску редуктором 1 по команді блока управління 3. Режими блока інгаляції міняються блоком 3 в автоматичному режимі і їх зміна включена в алгоритм оптимізації температури і кардіореспіраторних параметрів. Об'ємна швидкість дихальної суміші, по ротаметру, підтримується при зміні парціального тиску кисню автоматично, пропорційно виставленій об'ємній швидкості вдиху пацієнта на початку процедури. Даний пристрій рекомендовано назвати "Генезис". Пристрій пройшов апробацію в Київській міській клінічній лікарні № 17. На даному пристрою пройшли курс лікування та оздоровлення 60 чоловік. Джерела інформації: 1. Березовський В.А., Рожанчук В.М., Пух М.М., Левашов М.І. Пристрій для кліматотерапії. Патент 15656 від 30.06.1997 Бюл. 3/1997. 2. Індивідуальна аеротерапевтична установка штучного гірського повітря "Борей-М". Інструкція по медичному використанню. Київ, 2003-10 с. 3. Богатирчук Л.М., Кураєв В.І. Пристрій для одержання дихальних сумішей. Деклараційний патент України на корисну модель 1042, від 17.09.2001 р. Бюл. 8/2001. 4. Богатирчук Л.М. Богатирчук Д.Л., Богатирчук В.Л. Пристрій для дихання газовими сумішами. Деклараційний патент на винахід 60887 А, від 15.10.2003 р. Бюл. 10/2003. 5. Лопата В.О., Березовський В.Я., Левашов М.І., Кисико В.М. Класифікація та огляд засобів гіпокситерапії. - Фізіологічний журнал - 2003. - т. 49. - № 2. - С. 100-105. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Пристрій для лікування і реабілітації кардіореспіраторних захворювань, який включає в себе послідовно установлені джерело стиснутого повітря, пневматичний розподілювач, молекулярний фільтр для створення гіпоксичної газової суміші, блок пневматичного опору для атмосферного повітря, фільтр фінішної очистки газової суміші, ротаметр з блоком регулювання швидкості газової суміші, блок регулювання вологості газової суміші, газоаналізатор кисню, елементи подачі дихальної суміші в зону дихання пацієнта, який відрізняється тим, що добавлено редуктор з блоком управління і блок інгаляції, редуктор з блоком управління для зміни кількості кисню в газовій суміші при її постійній швидкості в ручному, циклічному і програмованому режимах, блок інгаляції для введення в отриману газову суміш мінеральних і органічних мікроелементів з сухої суміші або розчину, вхід в редуктор з'єднано з джерелом стиснутого повітря, вихід редуктора з'єднано з входом молекулярного фільтра, вихід з молекулярного фільтра з'єднано з входом в блок інгаляції, вихід з блока інгаляції з'єднаний з зоною дихання пацієнта. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що добавлено датчики, блок обробки і блок візуалізації для вимірювання параметрів пацієнта: температури, частоти дихання, систолічного і діастолічного тиску, пульсу і візуалізації: виміряних параметрів, еквівалентної висоти над рівнем моря по кількості кисню в газовій суміші для дихання, швидкості газового потоку, часу загальної тривалості процедури і тривалості режимів інгаляції. 3 UA 113030 C2 4 UA 113030 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5