RU1799589C - Устройство дл нормализации функции и тренировки дыхательной системы - Google Patents

Abstract

Использование: в медицинской технике, в устройствах дл  проведени  тренировки и нормализации функции дыхательной системы . Сущность изобретени : устройство содержит последовательно соединенные корпус 1 с емкостью мертвого пространства 2, смеситель 6 с диафрагмой 5 подачи атмосферного воздуха, золотниковый узел 7, патрубок 8 с дополнительной емкостью мертвого пространства и загубник 9. Золотниковый узел представл ет собой установленные коаксиально цилиндр 7 с торцовыми крышками 11, 12, поворотную гильзу 16 с запорными участками на наружной поверхности и распределитель 13 с запорным элементом. Распределитель 13 выполнен в виде стакана с заглушкой и снабжен приводом 19 дл  осевого перемещени . На боковой поверхности стакана выполнен р д сквозных отверстий 17, расположенных вдоль его образующей и сообщающих полость стакана с воздухоподво- д щей магистралью, и р д радиальных отверстий 18, сообщающих полость стакана с линией подачи воздуха к пациенту. Стакан установлен в кольцевой направл ющей гильзы. Длина участка расположени  отверстий 17 больше длины кольцевой направл ющей . 5 ил. Ё

Description

Ч

VJ

ю ю ел

00 Ч)

Шиг.1

v з

10/

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам искусственного дыхани  и может быть использовано дл  лечени  и профилактики дыхательной и сердечно-сосудистой сие- тем.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  выбора концентрации углекислого газа в дыхательной смеси, обеспечени  раз- личных.режимов дыхани  и плавного регулировани  величины нагрузки на дыхательную систему.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  нормализации функции и тре- нировки дыхательной системы, содержащее корпус с емкостью мертвого объема, выполненной в виде параллельно расположенных лабиринтных каналов и заглубник; согласно предлагаемого решени  дополни- тельно содержит диафрагму регулировани  подачи окружающего воздуха, смеситель и золотниковый узел, состо щий из цилиндрического корпуса с внутренней полостью эллиптического сечени , внутри которой размещена гильза с эллиптической поверхностью с диаметрально расположенными отверсти ми в верхней и нижней ее част х и внутренней полостью, разделенной на две герметричные части кольцевым выступом, расположенным в центре полости и служащим посадочным местом дл  золотника, изготовленного в виде полого, закрытого с двух сторон цилиндра, снабженного в верхней части отверсти ми и штоком с пластин- чатым клапаном, перекрывающим эти отверсти , а по образующей цилиндра выполнен р д отверстий и р д боковых отверстий , суммарна  площадь которых равна площади сечени  трахеи. Гильза прикрепле- на к верхней и нижней крышкам цилиндрического корпуса с возможностью ее соосного поворота относительно корпуса. В нижней крышке имеетс  микрометрический винт выбора величины нагрузки на дыха- тельную систему, с помощью которого золотник присоединен к золотниковому узлу через резиновый патрубок, объем которого вместе с объемом золотникового узла представл ет собой дополнительное мертвое пространство, равное среднему объему мертвого пространства легких человека, исключенного во врем  процедуры носоглотки .

На фиг.1 изображено устройство дл  нормализации функции и тренировки дыхательной системы, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1 при одном положении гильзы в золотниковом узле; на фиг.З - то же, при положении гильзы, повернутой на 90° относительно положени , показанного на фиг.2; на фиг.4 - поперечное сечение золотникового узла; на фиг.5 - поперечное сечение золотникового узла, в котором гильза повернута на 180° относительно положени  на фиг,4.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с емкостью мертвого пространства 2, выполненной в виде параллельно расположенных лабиринтных каналов, образованных внутри корпуса перегородками 3, отверстие 4, равное диаметру трахеи, диафрагму 5 подачи окружающего воздуха, смеситель б, золотниковый узел с цилиндрическим корпусом 7, патрубок 8, загубник (мундштук) 9 (фиг.1). Золотниковый узел содержит цилиндрический корпус 7 с внутренней полостью эллиптического сечени , внутри которой размещена гильза 10 с верхним отверстием 21 и нижним 20 и эллиптической внешней поверхностью, жестко прикрепленна  к верхней крышке 11 и нижней крышке 12 корпуса 7. Внутри гильзы 10 размещен золотник 13 в виде полого, закрытого с двух сторон цилиндра, в верхней части которого имеютс  отверсти  14 и шток 15с пластинчатым клапаном 16 перекрыти  этих отверстий 14. По образующей цилиндра золотника 13 имеетс  р д отверстий 17, а также р д боковых отверстий 18, суммарна  площадь которых равна площади сечени  трахеи. В нижней крышке 12 имеетс  микрометрический винт выбора величины нагрузки 19, закрепленный с золотником 13, позвол ющий золотнику 13 подниматьс  и опускатьс  относительно кольцевого выступа гильзы 10 и определ ющий этим площадь сечени  отверстий 17, пропускающих дыхательную смесь.

Золотниковый узел обеспечивает регулируемую величину нагрузки на дыхательную систему и следующие режимы дыхани :

1) свободное дыхание;

2) свободный вдох, выдох с нагрузкой;

3) свободный выдох, вдох с нагрузкой.

На фиг.2 и 3 золотниковый узел изображен без золотника. Дл  нагл дности символами изображена его функци . Сплошной стрелкой () обозначено направление движени  дыхательной смеси без нагрузки на дыхательную систему, пунктирной ()- направление движени  дыхательной смеси с нагрузкой на дыхательную систему.

Устройство работает следующим образом .

В режиме свободного дыхани  при открытой диафрагме 5 воздух через отверстие 4 и емкость мертвого пространства 2, а также через диафрагму 5 поступает при вдохе в смеситель 6, золотниковый узел, патрубок 8 и загубник 9 в дыхательную систему человека. При этом гильзу 10 располагают внутри корпуса 7 золотниковой системы с помощью крышек 11 или 12 так, чтобы их эллиптические поверхности были расположены соосно (см.фиг. 1 и 2). Смесь воздуха свободно без сопротивлени  проходит через золотниковый блок между эллиптическими поверхност ми. При этом золотник 13 с отверсти ми 14, 17 и 18 и клапаном 16 в работе не участвуют. При вдохе дыхательна  смесь воздуха с образовавшимс  С02 проходит через устройство в обратном направлении , сохран  сь в нем дл  вдоха.

В режиме свободный выдох, вдох с нагрузкой гильзу 10 поворачивают внутри корпуса 7 золотниковой системы на 90° с помощью поворота крышек 11 и 12 (см. фиг.З и 4). При этом перекрываетс  свободный ход дыхательной смеси через золотниковый узел. При выходе дыхательна  смесь проходит через загубник 9 и патрубок 8 (фиг.1) в объем меду корпусом 7 и гильзой 10, затем через нижнее отверстие 20 в гильзе 10 попадает внутрь золотника 13 через отверсти  18. Из золотника 13 через отверсти  14 под открытым клапаном 16 дыхательна  смесь идет без нагрузки через верхнее отверстие 21 гильзы 10 в смеситель 6 .мертвое пространство 2.

При вдохе дыхательна  смесь идет в обратном направлении. Смесь поступает из мертвого пространства 2 в смеситель 6. С помощью диафрагмы 5, согласно ее градуировки , можно мен ть концентрации С02 в дыхательной смеси. При увеличении пропускной способности диафрагмы 5 подачи воздуха из окружающего пространства концентраци  С02 в дыхательной смеси уменьшаетс . Дыхательна  смесь с заданной с помощью диафрагмы 5 концентрации С02 поступает в объем между корпусом 7 и гильзой 10, затем через верхнее отверстие 21 гильзы 10 и малые отверсти  17 по образующей золотника 13 попадает внутрь золотника 13, При этом отверсти  14 закрыты клапаном 16. Из золотника 13 через нижние отверсти  18 золотника и нижнее отверстие 20 гильзы 10 смесь попадает в патрубок 8 и загубник 9.

В режиме свободный вдох, выдох с нагрузкой гильзу 10 поворачивают с помощью крышек 11 и 12 внутри корпуса 7 на 180° относительно положени , показанного на фиг.4 (см. фиг.5, стрелкой показан выдох). При вдохе дыхательна  смесь заданной концентрации поступает из смесител  6 в объем между корпусом 7 и гильзой 10, затем нижнее отверстие 20 в гильзе 10 и большие

отверсти  18 в нижней части золотника 13 поступает внутрь золотника 13, поднимает клапан 16, проходит через верхние отверсти  14 золотника 13 и верхнее отверстие

гильзы 10 поступает в патрубок 8 и загубник 9.

Нагрузка на дыхательную систему при выдохе осуществл етс  за счет того, что при выдохе клапан 16 опускаетс  и закрывает

отверсти  14 золотника 13, и дыхательна  смесь проходит только через часть малых отверстий 17 по образующей золотника 13. Количество малых отверстий 17 регулируетс  винтом 19.

Изготовлен и прошел успешно клинические испытани  образец предлагаемого устройства (см. фото). Корпус 1 с объемом мертвого пространства 2 выполнен в виде

цилиндра, перегородки 3 внутри корпуса - в виде усеченных круговых дисков из листовой нержавеющей стали. Золотник 13 имеет дев ть отверстий по образующей диаметром 2 мм. Объем мертвого пространства

соответствует среднему объему легких человека ,

Концентраци  С02 в дыхательной смеси может превышать концентрацию в окружающей среде от 1 % до 5%. Значение цифр на

шкале диафрагмы 5 соответствует превышению процентного содержани  в дыхательной смеси над концентрацией в окружающей среде.

При полностью открытой диафрагме 5

превышение процентного содержани  CU2 будет равно 1 %. Закрыва  последовательно диафрагму 5 превышение процентного содержани  в дыхательной смеси можно сделать равным 2%, 3%, 4%. 5%. Экспериментальные измерени , расчеты и внесенные согласно с ними конструктивные поправки в устройство сделаны с учетом значений: 1) концентраци  CU2 в атмосфере - 0,03%; 2) концентраци  С02 в выдыхаемой смеси человека - 5%. Эти значени  достаточно стабильны,

Применение устройства дл  лечени  и профилактики.

Сопротивление вдоху и выдоху показа- но на хроническом обструктивном бронхите . Заниматьс  по этой методике предлагают Кокосов А.Н. и Стрельцова Э.В. (1982) больным с выраженной обструкцией дыхательных путей, сопровождающейс  одышкой в покое. Эта методика основана на тренировке дыхательных мышц.

В противоположность гимнастическим приемам, тренирующим вдох и выдох, Стрельниковой А.Н. (1974 г.) был предложен способ лечени  болезней, св занных с потерей голоса и получил название гимнастика вдоха. Названна  методика рассчитана на тренировку только вдоха, предоставл   выдоху быть произвольным.

В режиме свободное дыхание в устройстве участвует дополнительное мертвое пространство 2, диафрагма 5 подачи окружающего воздуха, смеситель 6. ДМП используетс  дл  лечени  бронхиальной астмы . Показанием к его применению  вл етс  наличие синдрома гипервентил ции. Если при методике волевой ликвидации глубокого дыхани  Бутейко существуют проти- вопоказани  при психических заболевани х и умственных дефектов, не позвол ющих пон ть суть метода и освоить способ лечени  заболевани , то устройство исключает субъективные качества пациента .

Метод дыхани  через ДМП использовал Пол ков В.А. (1974, 1975, 1977) при лечении больных с хроническими неспецифичёскими заболевани ми легких, а также больных после операции. Тренировки через ДМП приводили к уменьшению одышки, улучшали регулировку дыхани , увеличивали объем дыхательных путей. Поскольку исследовани  показали, что большинство людей обладают неправильным дыханием, т.е. дыхание сопровождаетс  гипервентил цией , устройство может быть широко использовано в профилактических цел х.

В.С.Тарфель (1965) и сотрудники использовали дыхание через ДМП дл  повышени  выносливости спортсменов.

В.О.Яхонтов (1968, 1971) обнаружили увеличение выносливости и работоспособности после 20-дневной тренировки дыхани  через ДМП. Врем  работы до отказа на велоэргометре увеличилось на 40%.

Акт клинических испытаний устройства прилагаетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  нормализации функции и тренировки дыхательной системы, содержащее съемный загубник, корпус с емкостью мертвого пространства, средство регулируемой подачи атмосферного воздуха и средство дл  регулировани  сопротивлени  дыханию, отличающеес  тем, что, с целью выбора и обеспечени  стабильмости концентрации С02 в дыхательной смеси и различных режимов дыхани  за счет независимого регулировани  величины сопротивлени  дыханию на вдохе и выдохе, средство регулировани  сопротивлени  дыханию выполнено в виде золотникового узла , представл ющего собой коаксиально установленные цилиндр с торцовыми крышками , поворотную гильзу с запорными участками на наружной поверхности и

   распределитель с запорным элементом, гильза на внутренней поверхности имеет кольцевую направл ющую дл  распределител , выполненного в виде стакана с заглушкой , снабженного приводом осевого

   перемещени  и установленного в полости гильзы с образованием двух сообщающихс  камер, одна из которых сообщена с полостью распределител  посредством упом нутого запорного элемента и р да

   отверстий, выполненных вдоль образующих стакана, причем длина участка расположени  отверстий больше длины кольцевой направл ющей , а друга  - посредством радиальных отверстий, выполненных в боковой поверхности стакана, причем средство регулируемой подачи атмосферного воздуха выполнено в виде смесител  с диафрагмой , установленного между корпусом и золотниковым узлом, сообщенным с загубником посредством дополнительно введенного патрубка, имеющего емкость мертвого пространства.

   Фиг. 2

   Фиг.5