RU209490U1 - Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к изделиям медицинской техники и может быть использована в условиях лечебных, лечебно-профилактических, медицинских учреждений, в военно-полевых условиях при чрезвычайных ситуациях, на станциях и в транспортах скорой помощи, на водолазных станциях, в спортивных клубах и на дому. Универсальный ингаляционный аппарат имеет функции подачи требуемого объема газовой смеси пациенту, поддержания заданной температуры газовой смеси на вдохе пациента, с возможностью мониторинга состояния пациента, в том числе его дыхательной функции, и предназначен для проведения ингаляций дыхательными газовыми смесями с возможностями их подогрева при выведении из гипоксических состояний и заболеваниях, сопровождающихся гипоксией: заболевания органов дыхания (в т.ч. пневмония, бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких), сердечно-сосудистой системы (в т.ч. хроническая сердечная недостаточность, коллапс, аритмии, отек легких), в комплексном лечении острой или хронической дыхательной недостаточности, интоксикаций организма (в т.ч. отравление оксидом углерода, синильной кислотой, удушающими веществами), ослабление дыхания в послеоперационном периоде, сосудистые заболевания головного мозга, ишемия нижних конечностей и травмы конечностей, декомпрессионной болезни, состоянии гипотермии, а также для повышения переносимости физических нагрузок в рамках комплекса подготовительных и восстановительных мероприятий.

Description

Полезная модель относится к изделиям медицинской техники и может быть использована для проведения ингаляций дыхательными газовыми смесями с возможностями их подогрева при выведении из гипоксических состояний и заболеваниях, сопровождающихся гипоксией: заболевания органов дыхания (в т.ч. пневмония, бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких), сердечно-сосудистой системы (в т.ч. хроническая сердечная недостаточность, коллапс, аритмии, отек легких), в комплексном лечении острой или хронической дыхательной недостаточности, интоксикаций организма (в т.ч. отравление оксидом углерода, синильной кислотой, удушающими веществами), ослабление дыхания в послеоперационном периоде, сосудистые заболевания головного мозга, ишемия нижних конечностей и травмы конечностей, декомпрессионной болезни, состоянии гипотермии, а также для повышения переносимости физических нагрузок в рамках комплекса подготовительных и восстановительных мероприятий.

Универсальный ингаляционный аппарат может использоваться в условиях лечебных, лечебно-профилактических, медицинских учреждений, в военно-полевых условиях при чрезвычайных ситуациях, на станциях и в транспортах скорой помощи, на водолазных станциях, в спортивных клубах и на дому.

В последнее десятилетие значительно вырос интерес к применению смесей инертных газов с кислородом в лечебных целях. Говоря о достоинствах дыхательных газовых смесей на основе инертных газов, следует отметить, что они не только лишены токсического, тератогенного, мутагенного, канцерогенного, аллергогенного и эмбриотоксического действия, но также являются экологически чистыми и безопасными продуктами, не представляющими угрозы ни для пациента, ни для медицинского персонала.

Гелий-кислородные газовые смеси применяются в медицине с 1930-х годов, прежде всего, для лечения пациентов с дыхательной недостаточностью. Применение гелий-кислородных смесей определяют физические свойства этого инертного газа - низкая плотность и вязкость, которые позволяют создать ламинарный поток газовой смеси в дыхательных путях пациента, уменьшая тем самым нагрузку на дыхательный центр. Так, например, известно использование гелий-кислородных смесей для предотвращения развития декомпрессионной болезни, лечения пациентов с обструкцией дыхательных путей, в комплексной терапии пневмоний, коррекции состояний пациентов в послеоперационном периоде. В 2020 году гелий-кислородные смеси начали применяться для облегчения дыхания и в процессе реабилитации больных COVID-19.

Ксенон в смеси с кислородом применяется в медицине для обезболивания с 1999 года. За более чем 20 лет клинического опыта были опубликованы сотни научных работ, в том числе целый ряд методических рекомендаций по применению ксенона при лечении болевых синдромов, пограничных психических расстройств, абстинентных состояний в наркологии, для премедикации в стоматологии. Применение ксенон-кислородных смесей разрешено для клинического применения у онкологических пациентов при купированни болевых синдромов. Таким образом, ксенон-кислородные смеси выступают безопасной и эффективной альтернативой наркотическим анальгетикам.

Криптон-кислородные смеси имеют схожее с ксенон-кислородными смесями действие и могут быть использованы, например, для купирования болевых синдромов, а также лечения невротических расстройств, связанных со стрессом. В патентах Франции предлагается использование криптона и криптон содержащих смесей для лечения почечной и печеночной недостаточности FR2960779, а также для защиты сосудов мозга FR 2964036.

Известно также, что использование аргон-кислородных газовых смесей повышает резистентность организма к гипоксической гипоксии и улучшает сон после психофизических нагрузок.

Все это свидетельствует о крайней необходимости разработки новых универсальных аппаратов для проведения терапии инертными газами.

Из существующего уровня техники известны аппараты для терапии ксенон-кислородными смесями, работающие по закрытому контуру. Например, из существующего уровня техники известен способ ингаляции и устройство для его осуществления RU 2317112. Устройство включает дыхательный контур, выполненный закрытым в виде дыхательной газовой камеры, соединенной с блоком подачи газов, с дыхательной маской пациента через линию вдоха/выдоха и с газоанализатором, датчик которого размещен внутри дыхательной газовой камеры, кроме того, газовая камера снабжена, по меньшей мере, одной дополнительной дыхательной емкостью. Заслонка для открытия и закрытия дыхательного контура установлена на выходе из дыхательной газовой камеры, после клапанного устройства. Поглотитель СО₂ и Н₂О выполнен в виде колонки с натронной известью, размещенной внутри дыхательной газовой камеры и соединенной с выходом канала выдоха.

Недостатками предложенного способа является наличие повышенных рисков для пациента во время ингаляции из-за сложности организации эффективной работы поглотителя СО₂ и Н₂О, которая напрямую зависит от организации потоков газа через него. Наличие его в дыхательной камере, не позволит обеспечить качественной очистки и может привести к чрезмерному увлажнению газовой среды, а также повышению уровня в ней СО₂, что в свою очередь может вызвать развитие гиперкапнии у пациента. Для качественной очистки газовой среды выдыхаемая газовая смесь должна проходить через подобную систему очистки, и лишь потом попадать в газовую камеру. Кроме того, в способе подразумевается подогрев газовой смеси до 90°С, однако не всегда такой температурный уровень вдыхаемой газовой смеси показан пациенту.

Известно устройство для аутоаналгезии ксенон-кислородной смесью RU 2271815. Согласно изобретению устройство для аутоаналгезии содержит баллон с газовой смесью ХеO₂ смесью емкостью от 500 до 1000 см³, Т-образную соединительную трубку, дыхательный мешок емкостью до 3 литров, выполненный из полиэтилена или резины, лицевую маску, Г-образную трубку со стандартным клапаном разгерметизации, заслонку для открытия и закрытия дыхательного контура, патрубок с резиновым колпачком для введения бронхолитиков, колпачок клапана впрыска смеси ХеO₂. Т-образная трубка соединена своими концами с баллоном, дыхательным мешком и лицевой маской, конец трубки для размещения в дыхательном мешке имеет две не связанные между собой полости. Основным недостатком заявляемого способа является отсутствие в системе поглотителя двуокиси углерода (СО₂) при дыхании по закрытому контуру, что приводит к постепенному повышению уровня СО₂ в дыхательной газовой смеси и развитию гиперкапнии у пациента.

Наиболее близким по сути и достигаемому результату является ингаляционный аппарат, патент РФ 201819, в котором для подачи инертных газов и кислорода в дыхательный контур пациента используется универсальный модуль дозирования газов, содержащий пневматический блок, выполненный с возможностью подключения связанных между собой компьютера и контроллера управления, при этом пневматический блок выполнен в виде двух пневматических модулей, каждый из которых представляет собой газовую магистраль, содержащую последовательно соединенные фильтр механических примесей газа, датчик давления входного газа, запорный электромагнитный клапан, расходомер, прецизионный редуктор давления, на выходе пневматического блока установлен прецизионный датчик давления газа, а элементы пневматического блока выполнены с возможностью получения управляющих команд контроллера управления, содержащего вход электропитания, вход управления для управления питанием, выход для подключения монитора, выход подключения аккумулятора и выход для подключения носителя информации, и имеющего возможность сбора информации и подачи управляющих команд. Характерной особенностью универсального модуля дозирования газов является работа с чистыми газами, которые смешиваются уже в дыхательном контуре.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание универсального аппарата для проведения ингаляций дыхательными газовыми смесями на основе инертных газов, с возможностью подогрева газовых смесей, и мониторингом состояния пациента.

Техническим результатом настоящей полезной модели является:

создание универсального аппарата для проведения ингаляций газовыми смесями инертного газа и кислорода;

обеспечение возможности подогрева газовых смесей, подаваемых на вдох пациента;

обеспечение возможности мониторинга состояния пациента.

Для достижения технического результата в настоящей полезной модели используется:

1. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси, содержащий пневматический модуль, представляющий собой газовую магистраль, содержащую последовательно соединенные фильтр механических примесей газовой смеси, датчик давления газовой смеси, запорный электромагнитный клапан, расходомер, и выполненный с возможностью подключения связанных между собой компьютера и контроллера управления, содержащего вход электропитания, вход для управления питанием, выход для подключения монитора, выход подключения аккумулятора и выход для подключения носителя информации и имеющего возможность сбора информации и подачи управляющих команд на элементы пневматического модуля, отличающийся тем, что на выходе из пневматического модуля расположен легочный автомат, соединенный дыхательным шлангом с подогревателем газовой смеси, выполненным с возможностью передачи информации и получения управляющих команд от контроллера управления, подогреватель газовой смеси соединен с реверсивным клапаном направления потока газовой смеси, а контроллер управления снабжен модулем беспроводной связи для получения информации от датчика состояния пациента.

2. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси по п. 1, отличающийся тем, что пневматический модуль содержит расходомер вихревого типа.

3. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси по п. 1, отличающийся тем, что корпус подогревателя газовой смеси выполнен в виде двухкаркасной конструкции с воздушной прослойкой между стенками корпуса.

4. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси по п. 1, отличающийся тем, что элементы пневматического модуля размещены на пневмоплите.

Принципиальная схема универсального ингаляционного аппарата для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси (далее - универсальный ингаляционный аппарат), представлена на фиг. 1.

Здесь и далее на фиг. 1. используются следующие обозначения позиций:

1 - фильтр механических примесей газа; 2 - датчик давления газовой смеси; 3 - запорный электромагнитный клапан; 4 - расходомер; 5 - легочный автомат; 6 - дыхательный шланг; 7 - подогреватель газовой смеси; 8 - реверсивный клапан направления потока газовой смеси; 9 - дыхательная маска; 10 - датчик состояния пациента.

Суть полезной модели иллюстрируется следующими примерами.

Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси (далее - универсальный ингаляционный аппарат) содержит управляющий модуль, содержащий соединенные между собой одноплатный компьютер и контроллер управления, содержащий вход электропитания, вход для управления питанием, выход подключения монитора, выход подключения аккумуляторов, выход для подключения носителя информации, входы для сбора информации с элементов пневматического модуля - датчика давления газовой смеси (2), расходомера (4), и возможностью подачи управляющих команд на элементы пневматического модуля запорный электромагнитный клапан (3). Контроллер управления содержит вход для сбора информации о температуре нагревательного элемента подогревателя газовой смеси и выход для подачи управляющих команд и питания на подогреватель газовой смеси. Контроллер управления снабжен модулем беспроводной связи для получения информации от датчика состояния пациента (10). В качестве датчика состояния пациента в простейшем примере может выступать датчик пульсоксиметр.

Пневматический модуль выполнен в виде газовой линии, содержащей подключение к источнику газовой смеси, соединенные последовательно фильтр механических примесей газа (1), датчик давления газовой смеси (2), запорный электромагнитный клапан (3), расходомер (4), легочный автомат (5).

Для устранения необходимости калибровки расходомера (4) под каждую используемую к применению газовую смесь, пневматический модуль может быть снабжен расходомером в вихревом исполнении, что позволит с достаточной точностью определить количество израсходованного газа, вне зависимости от его плотности и, соответственно, состава.

Кроме того, при размещении пневматического модуля в мобильном исполнении универсального ингаляционного аппарата, для минимизации объема, элементы пневматического модуля могут быть размещены на пневмоплите.

Наличие фильтра механических примесей на входе в пневматический модуль позволяет избежать выхода из строя запорного клапана, что приводит к снижению потерь газа, а также повышению срока службы пневматического модуля, и универсального ингаляционного аппарата в целом.

К выходу из легочного автомата подключается дыхательный шланг (6) диаметром не менее 15 мм и не более 30 мм в зависимости от требуемого расхода газа, второй конец которого соединяется с подогревателем газовой смеси (7). На выходе из подогревателя газовой смеси размещается реверсивный клапан направления потока газовой смеси (8), боковой патрубок которого соединен с дыхательной маской (9). Подогреватель газовой смеси (7) для удобства может быть выполнен в виде, обеспечивающем возможность размещения его в руке пациента в процессе ингаляции. В этом случае корпус подогревателя газовой смеси (7) может быть выполнен в виде двухкаркасной конструкции с воздушной прослойкой между стенками корпуса.

Универсальный ингаляционный аппарат работает следующим образом.

Управление универсальным ингаляционным аппаратом может осуществляться через специальные системы ввода данных, например, через сенсорный экран. Команды подаются на одноплатный компьютер, который посредством контроллера управляет элементами пневматического модуля, и нагревом подогревателя газовой смеси. При этом программа контролирует параметры подачи газовой смеси на основе показаний расходомера пневматического модуля и при задании команды по указанным показаниям определяет частоту и глубину дыхания пациента.

При подаче команды на управляющий компьютер начать ингаляцию, контроллер проверяет давление на входе в пневматический модуль по показаниям датчика давления газовой смеси (2). Давление на входе должно быть в интервале 4…6 атм., также контроллер начинает разогревать нагревательный элемент подогревателя газовой смеси (7) до температуры, установленной управляющим компьютером.

После окончания подготовительных мероприятий к проведению процедуры, контроллер управления открывает запорный электромагнитный клапан (3). Таким образом, газовая смесь из сосуда под давлением 4…6 атм. подается на вход в пневматический модуль, проходит через фильтр механических примесей газа (1), датчик давления газовой смеси (2), запорный электромагнитный клапан (3), расходомер (4), регистрирующий количество израсходованной газовой смеси, и подается на легочный автомат (5). Легочный автомат (5) устроен таким образом, что пропускает требуемое количество газа пациенту при вдохе. Из легочного автомата (5) газовая смесь через дыхательный шланг (6) и подогреватель газовой смеси (7) попадает на реверсивный клапан направления потока газовой смеси (8), дыхательную маску (9) и на вдох пациенту. При выдохе реверсивный клапан перенаправляет поток выдыхаемого газа в атмосферу.

В процессе ингаляции контроллер управления может собирать данные о состоянии пациента с датчика состояния пациента (10), которым может быть, например, пульсоксиметр, или датчик кардиомониторинга. Также на основе сведений о текущем времени ингаляции и количестве расходуемого газа в единицу времени, получаемом путем преобразования показаний расходомера (4), контроллер управления осуществляет мониторинг параметров состояния пациента и через управляющий компьютер выводит их на графический интерфейс, например, сенсорный экран.

Полезная модель может быть воплощена в других конкретных формах без отступления от его сути или существенных признаков. Поэтому данные варианты осуществления полезной модели следует во всех отношениях рассматривать как иллюстративные и неограничительные. Пределы полезной модели указаны скорее прилагаемой формулой, чем предшествующим описанием, и поэтому подразумеваются, что в ней охватываются все изменения, которые подпадают под понятие и пределы эквивалентности формулы.

Claims (4)

1. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси, содержащий пневматический модуль, представляющий собой газовую магистраль, содержащую последовательно соединенные фильтр механических примесей газовой смеси, датчик давления газовой смеси, запорный электромагнитный клапан, расходомер, и выполненный с возможностью подключения связанных между собой компьютера и контроллера управления, содержащего вход электропитания, вход для управления питанием, выход для подключения монитора, выход подключения аккумулятора и выход для подключения носителя информации и имеющего возможность сбора информации и подачи управляющих команд на элементы пневматического модуля, отличающийся тем, что на выходе из пневматического модуля расположен легочный автомат, соединенный дыхательным шлангом с подогревателем газовой смеси, выполненным с возможностью передачи информации и получения управляющих команд от контроллера управления, подогреватель газовой смеси соединен с реверсивным клапаном направления потока газовой смеси, а контроллер управления снабжен модулем беспроводной связи для получения информации от датчика состояния пациента.

2. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси по п. 1, отличающийся тем, что пневматический модуль содержит расходомер вихревого типа.

3. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси по п. 1, отличающийся тем, что корпус подогревателя газовой смеси выполнен в виде двухкаркасной конструкции с воздушной прослойкой между стенками корпуса.

4. Универсальный ингаляционный аппарат для проведения терапии инертными газами с функцией подогрева газовой смеси по п. 1, отличающийся тем, что элементы пневматического модуля размещены на пневмоплите.

Images