RU182740U1

RU182740U1 - Блок дозирования газа

Info

Publication number: RU182740U1
Application number: RU2016145092U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Буслов; Николай Владимирович Шамаев; Александр Владимирович Потапов; Владимир Николаевич Потапов; Сергей Владимирович Потапов; Андрей Вячеславович Школин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КсеМед"; Дмитрий Сергеевич Буслов; Николай Владимирович Шамаев
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-08-29

Abstract

Полезная модель относится к медицине, в частности к неврологии и анестезиологии, и может быть использована в аппаратах для ингаляционной терапии, а также наркозных аппаратах, в которых требуется поддерживать заданный состав дыхательной газовой смеси из кислорода и второго газа в замкнутом дыхательном контуре.Технический результат - обеспечение возможности точного поддержания состава бинарной смеси «кислород - второй газ», безопасности проведения процедуры, а также снижения и точного учета расхода второго газа.Блок дозирования газа состоит из корпуса (1), внутри которого на передней стороне установлен пневматический блок (2), с одной стороны к которому закреплен регулятор потока газа (4), с другой стороны - датчик давления дыхательной смеси (6), а над ним - расходомер (7); на нижней стороне корпуса (1) внутри расположены одноплатный компьютер (8) и печатная плата (9), которые соединены между собой высокоскоростным проводным интерфейсом, причем к печатной плате (9) с помощью экранированных кабелей подключены датчик давления дыхательной смеси (6), а с помощью силовых многожильных проводов - регулятор потока (4); на задней стороне корпуса (1) внутри установлен вентилятор охлаждения (10), а снаружи - вход питания 220 В (11) для подключения питания устройства, кнопка питания (12), выход HDMI (13) для подключения монитора, выход (14) для подключения источника бесперебойного питания, выход (15) для подключения питания монитора (15) и выход (16) для подключения картридера, причем все вышеперечисленные выходы соединены с печатной платой (9) экранированными кабелями; на передней стороне корпуса (1) расположены выход (17) для подключения электромеханического клапана, выход (18) для подключения датчика концентрации газа, причем выходы (17) и (18) соединены экранированными многожильными кабелями с печатной платой (9), а из пневматического блока (2) на переднюю стенку корпуса (1) выведены штуцер (19) для подачи в блок кислорода, штуцер (20) для подачи второго газа, а также штуцер (21) для подачи газовой смеси в дыхательный контур.

Description

Полезная модель относится к медицине, в частности к неврологии и анестезиологии, и может быть использована в аппаратах для ингаляционной терапии, а также наркозных аппаратах, в которых требуется поддерживать заданный состав дыхательной бинарной смеси «кислород - второй газ» в замкнутом дыхательном контуре.

В настоящее время в России в таких медицинских аппаратах в качестве второго газа широко использует ксенон (Xe). Он представляет собой инертный газ и предназначен для проведения ингаляционного наркоза при различных оперативных вмешательствах и болезненных манипуляциях. Бесцветный газ, без запаха и вкуса, не воспламеняется и не поддерживает горение. Ксенон относится к газообразным средствам для проведения наркоза.

Ксеноновая терапия может применяться для лечения боли и болевых синдромов, терапии стресса, лечения депрессий, терапии расстройств сна, лечения зависимостей (наркотической, алкогольной), реабилитации и восстановление организма после болезни, реабилитации и восстановления после изнурительных умственных и физических нагрузок, для повышения работоспособности.

Ксенон обладает выраженным ноотропным (улучшение умственной деятельности), анксиолитическим (противотревожным), антигипоксическим, антидепрессивным и антиоксидантным действиями, его используют при лечении синдрома хронической усталости, стрессов и депрессий, неврозов, легких когнитивных (восприятие) расстройств; в составе комплексной терапии у пациентов с выраженной сердечно-сосудистой патологией (ишемическая и гипертоническая болезни, постинфарктное состояние и так далее), с неврологической патологией (расстройствами церебрального кровообращения атеросклеротического или ишемического характера); в интенсивной терапии; в

комплексной терапии различных вариантов синдрома отмены и постабстинентных состояний у наркологических больных; в восстановительной медицине для реабилитации после перенесенных оперативных вмешательств, травматических повреждений, острых и хронических заболеваний (http://medgazprom.ru/node/22).

Ксенон в соотношении с кислородом (60:40, 70:30, 80:20) оказывает сильное анальгезирующее и анестезирующее действие. Через две минуты с момента ингаляции ксенона возникает стадия периферической парестезии и гипоальгезии, на третьей минуте - стадия психомоторной активности, на четвертой минуте -стадия частичной амнезии и анальгезии, на пятой минуте наступает стадия анестезии, соответствующая первому уровню хирургической стадии эфирного наркоза (по Гиделу).

В этой стадии возможно выполнение небольших хирургических операций. Миорелаксирующие, анальгетические и анестезирующие свойства ксенона выражены сильнее, чем у закиси азота, что обеспечивает проведение небольших операций в варианте масочного мононаркоза с сохранением спонтанного дыхания пациента. Показатели гемодинамики и газообмена в течение анестезии стабильные.

Выход из наркоза быстрый. Через 2-3 мин после отключения газа, пациенту возвращается сознание с полной ориентацией в обстановке. Ксенон не раздражает дыхательные пути, однако, появляется ощущение сухости, осиплости голоса и металлического вкуса во рту. Анальгезия наступает от вдыхания 30-40% смеси с кислородом Сознание утрачивается при ингаляции 65-70% смеси с кислородом. Ксенон более мощный анестетик, чем закись азота. Минимальная альвеолярная концентрация для ксенона равна 71%, тогда как у закиси азота она равна 105%.

Гипнотический эффект ксенона прямо пропорционален его давлению в крови. При вдыхании ксенон легко распределяется в легких, быстро диффундирует и в силу низкого коэффициента растворимости его альвеолярная и артериальная концентрации быстро выравниваются.

После прекращения подачи ксенона, он быстро элиминируется через легкие в неизменном виде. Через 2-3 мин после отключения ксенона у пациента восстанавливается сознание в полном объеме. Через 4-5 мин ксенон элиминируется из организма через легкие почти полностью и его кривая вымывания, аналогична кривой вымывания азота из легких. Через 2 мин остаточная альвеолярная концентрация ксенона составляет 5%, а через 5 мин она снижается до 2%.

В последующие 4 ч происходит постепенное окончательное вымывание ксенона из жидких сред организма. Возможно, этим объясняется пролонгированный период послеоперационной анальгезии после ксеноновой анестезии, что является еще одним положительным свойством ксенона.

Ксенон применяют у взрослых в качестве газообразного средства для наркоза для обезболивания хирургических операций, болезненных манипуляций, снятия болевых синдромов и болевых приступов. (Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации № 363 от 8 октября 1999 год).

Ксенон используют также при масочном мононаркозе и в комбинированном эндотрахеальном наркозе в сочетании с различными седативными средствами, нейролептиками, миорелаксантами, анальгетиками и местными анестетиками.

Развитие ксеноновой анестезии послужило толчком для разработки приборов, позволяющих контролировать содержание ксенона и кислорода в дыхательной газовой смеси. Конструкция этих приборов требует достаточно высокой квалификации и аккуратности медицинского персонала, а также они имеют невысокую скорость реакции, поэтому встал вопрос о разработке более надежного, компактного, экономичного, быстрого и простого в эксплуатации устройства.

Известен дозатор газовых смесей (заявка на изобретение № 94010457 от 25.03.1994). Он содержит регулятор давления, соединенный с источником первого смешиваемого газа, повторитель давления, соединенный с источником второго смешиваемого газа, пневматический генератор импульсов и дроссель в виде пневматического реле, первый вход которого подключен к выходу регуляторадавления, второй вход - к выходу повторителя давления, управляющая камера - к выходному каналу генератора, а выход - к выходному пневмопроводу. При этом генератор импульсов содержит три пневматических реле и два инерционных звена. Первое инерционное звено включено между источником первого смешиваемого газа и управляющей камерой первого реле, которая соединена с входом третьего реле. Второе инерционное звено включено между выходным каналом генератора и управляющей камерой третьего реле, которая соединена с входом второго реле, управляющая камера которого соединена с выходным каналом генератора. Недостатком данного дозатора является высокая сложность устройства из-за большого количества пневматических реле, отсутствие возможностей поддержания концентрации и состава смеси в замкнутом контуре, подачи порции смеси заданного объема, определения количества израсходованного газа, диагностирования ситуации, когда первый газ заканчивается, а также в этом случае подача кислорода прекращается, что может привести к дискомфортным ощущениям пациента.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому является наркозно-дыхательный аппарат (патент № 99707 от 16.06.2010), в котором каждый из блоков дозирования газовых компонентов дыхательной смеси или жидких испаряющихся анестетиков состоит из двух соединенных между собой магистралью запорно-пропускных электромагнитных клапанов, выход одного из которых соединен с общей смесительной камерой, включающей в себя накопительно-расходный мешок, а вход второго запорно-пропускного электромагнитного клапана в блоке дозирования жидких испаряющихся анестетиков соединен с емкостью для жидкого анестетика, а в блоках дозирования газовых компонентов дыхательной смеси - с линией подачи определенного сжатого дыхательного газа, и при этом каждая из соединительных магистралей между вышеупомянутыми парами запорно-пропускных электромагнитных клапанов связана со своей пневмоемкостью, имеющей фиксированный объем и соединенной в свою очередь с электронным датчиком давления в этой емкости, причем все вышеупомянутые электромагнитные запорно-пропускные клапаны и электронные датчики давления электрически связаны с центральным управляющим электронным блоком. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности сокращения расхода второго газа, обусловленное наличием пневмоемкости для определения расхода газа и смесительной емкости для получения плавного регулирования состава смеси, а также наличие ограничения максимальной дозы подаваемого второго газа, что может привести к сложностям с дыханием у человека с большим объемом легких при глубоком вдохе.

Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение возможности точного поддержания состава бинарной смеси «кислород - второй газ», безопасности проведения процедуры, а также снижения и точного учета расхода второго газа.

Указанный технический результат достигается за счет того, что авторами впервые предложено реализовать в одном пневматическом блоке электромагнитные клапаны подачи газов, регулятор потока газа и расходомер, работающие под управлением ЭВМ.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлен вид предлагаемого устройства сзади и спереди соответственно, где обозначено:

1 - корпус;

2 - пневматический блок;

3.1 - электромагнитный клапан подачи кислорода;

3.2 - электромагнитный клапан подачи второго газа;

4 - регулятор потока газа;

5 - датчик давления второго газа;

6 - датчик давления дыхательной смеси;

7 - расходомер;

8 - одноплатный компьютер;

9 - печатная плата;

10 - вентилятор охлаждения;

11 - вход питания 220 В;

12 - кнопка питания;

13 - выход HDMI;

14 - выход для подключения источника бесперебойного питания;

15 - выход для подключения питания монитора;

16 - выход для подключения картридера;

17 - выход для подключения электромеханического клапана;

18 - выход для подключения датчика концентрации газа;

19 - штуцер для подачи в блок кислорода;

20 - штуцер для подачи в блок второго газа;

21 - штуцер для подачи газовой смеси в дыхательный контур.

Предлагаемое устройство состоит из прямоугольного корпуса 1, выполненного, например, из металла или пластика, внутри которого на передней стороне установлен пневматический блок 2, изготовленный из инертного по отношению к обоим газам пластика. К нему, ближе к центру, друг под другом прикреплены два электромагнитных клапана 3.1 и 3.2 для подачи кислорода и второго газа соответственно, причем клапан 3.2 установлен над клапаном 3.1. С одной стороны от клапанов 3.1 и 3.2 к пневматическому блоку 2 закреплен регулятор потока газа 4 (представляющий собой жиклер с управляемым сечением), предназначенный для регулирования потока проходящего через него кислорода и второго газа, под ним - датчик давления кислорода (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан). Над регулятором потока газа 4 установлен датчик давления второго газа 5. В качестве датчиков давления кислорода и второго газа 5 могут быть использованы электронные датчики относительного давления. С другой стороны от клапанов 3.1 и 3.2 закреплен датчик абсолютного давления дыхательной смеси 6, а над ним - расходомер 7, использующий струйно-вихревой принцип определения объема пройденного газа и измеряющий объем прошедшего через него кислорода и второго газа. На нижней стороне корпуса 1 внутри расположен одноплатный компьютер 8 и печатная плата 9, на которой собран контроллер управления, обеспечивающий сбор данных и выдачу управляющих команд. Компьютер 8 и контроллер, собранный на печатной плате 9, соединены между собой высокоскоростным проводным интерфейсом. К контроллеру с помощью экранированных кабелей подключены датчики 5, 6 и датчик давления кислорода, а с помощью силовых многожильных проводов - регулятор потока 4 и клапаны 3.1 и 3.2. На задней стороне корпуса 1 внутри установлен вентилятор охлаждения 10, а снаружи - вход питания 220 В 11 для подключения питания устройства, кнопка питания 12, выход HDMI 13 для подключения монитора (терминала) обеспечивающего общение с оператором, выход 14 для подключения источника бесперебойного питания (ИБП) для контроля наличия напряжения в сети и для обеспечения окончания процедуры в случае исчезновения питания, выход 15 для подключения питания монитора и выход 16 для подключения картридера для записи протокола проводимых процедур. Все вышеперечисленные выходы представляют собой разъемы типа DS-1110 с резьбовой фиксацией, соединенные с печатной платой 9 экранированными кабелями. На передней стороне корпуса 1 расположены выход 17 для подключения электромеханического клапана, обеспечивающего управление режимами работы дыхательного контура, выход 18 для подключения датчика концентрации газа для определения концентрации кислорода и второго газа (выходы 17 и 18 также представляют собой разъемы типа DS-1110 с резьбовой фиксацией). Внутри устройства выходы 17 и 18 соединены экранированными многожильными кабелями с печатной платой 9. Из пневматического блока 2 на переднюю стенку корпуса 1 выведены штуцер 19 для подачи в блок кислорода, штуцер 20 для подачи второго газа, а также штуцер 21 для подачи газовой смеси в дыхательный контур.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Питание 220 В подают с выхода источника бесперебойного питания на вход 11, сам ИБП подключают к выходу 14 для контроля наличия питания. Устройство включают кнопкой 12, монитор подключают к выходам 13 и 15.

Отображение информации на монитор и прием команд от оператора осуществляется одноплатным компьютером 8, контроллер управления, собранный на печатной плате 9, принимает команды о требуемом режиме работы от одноплатного компьютера 8, собирает данные с внутренних датчиков 5 и 6, датчика давления кислорода и датчика концентрации газа, подключенного к выходу 18, а также расходомера 7 и отдает команды на электромагнитные клапана 3.1, 3.2 и регулятор потока 4, а также на внешний электромеханический клапан, подключенный к выходу 17.

По команде при помощи электромеханического клапана, подключенного к выходу 17, задается режим работы (открытый, полузакрытый или закрытый) дыхательного контура, подсоединенного к штуцеру 21.

В ходе процедуры отслеживаются параметры газовой смеси в дыхательном контуре: концентрация кислорода и второго газа - по датчику, подключенному к выходу 18, и давление в дыхательном контуре - по датчику 6. На основе контролируемых параметров котроллер управления поддерживает состав дыхательной смеси следующим образом:

при концентрации кислорода менее 21% в контур при помощи электромагнитного клапана 3.1 подается кислород порциями по 0,2 литра в 4 секунды до достижения концентрации не менее 21%;

при концентрации второго газа ниже заданной врачом более чем на 5% в контур при помощи электромагнитного клапана 3.2 подается второй газ порциями по 0,1 литр каждые 4 секунды, а при концентрации второго газа ниже заданной в диапазоне от 5% до 2,5% подается 0,1 литр второго газа раз в 8 секунд; когда концентрация достигает заданной минус 2,5%, то подача сокращается до 0,1 литра в 16 секунд; при достижении заданного максимального расхода второго газа подача его прекращается в не зависимости от концентрации.

при падении давления в контуре ниже атмосферного, определяемого по датчику 6 подается дополнительно 0,4 литра кислорода, а при превышении давления выше заданного, открывается клапан сброса дыхательной смеси в атмосферу (подключенный к выходу 17) вплоть до падения давления до нормального уровня (контролируется датчиком 6).

Во время процедуры постоянно контролируется давление на штуцерах 19 и 20 при помощи датчика 5 и датчика давления кислорода, и в случае понижения его ниже заданного, поддержание газового состава прекращается. Протокол процедуры сохраняется на карту памяти при помощи картридера, подключенного к выходу 16. С помощью вентилятора 10 обеспечивается больший температурный диапазон работы прибора.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность точного поддержания состава бинарной смеси «кислород - второй газ», безопасности проведения процедуры, а также снижения и точного учета расхода второго газа.

Claims

1. Блок дозирования газа, содержащий датчик давления кислорода, датчик давления второго газа, электромагнитный клапан подачи кислорода и электромагнитный клапан подачи второго газа, отличающийся тем, что блок дозирования газа помещен в один корпус, внутри которого на передней стороне установлен пневматический блок, с одной стороны к которому прикреплен регулятор потока газа, с другой стороны - датчик давления дыхательной смеси, а над ним - расходомер; на нижней стороне корпуса внутри расположены соединенные между собой высокочастотным проводным интерфейсом одноплатный компьютер и контроллер управления, собранный на печатной плате, причем контроллер управления подключен с возможностью сбора информации от датчика давления второго газа, датчика давления дыхательной смеси, датчика давления кислорода, датчика концентрации газа и расходомера и подачи управляющих команд на электромагнитные клапаны, регулятор потока и внешний электромеханический клапан, при этом датчик давления второго газа, датчик давления дыхательной смеси, датчик давления кислорода подключены с помощью экранированных кабелей, а электромагнитные клапаны и регулятор потока - с помощью силовых многожильных проводов; на задней стороне корпуса внутри установлен вентилятор охлаждения, а снаружи - вход питания для подключения питания блока дозирования газа кнопка питания, выход HDMI для подключения монитора, выход для подключения источника бесперебойного питания, выход для подключения питания монитора и выход для подключения картридера, причем все вышеперечисленные выходы соединены с контроллером управления экранированными кабелями; на передней стороне корпуса расположены выход для подключения электромеханического клапана, выход для подключения датчика концентрации газа, при этом из пневматического блока на переднюю стенку корпуса выведены штуцер для подачи в блок кислорода, подключенный к датчику давления кислорода; штуцер для подачи второго газа, подключенный к датчику давления второго газа; а также штуцер для подачи газовой смеси в дыхательный контур.

2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в качестве датчиков давления кислорода и второго газа использованы электронные датчики относительного давления.

3. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в качестве датчик давления дыхательной смеси использован датчик абсолютного давления.

4. Блок по п. 1, отличающийся тем, что все выходы на задней и передней сторонах корпуса блока дозирования газа представляют собой разъемы с резьбовой фиксацией.