устройство для нормобарической гипокситерапии

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИТЕРАПИИ, содержащее компрессор, выход которого соединен с газоразделительным аппаратом, имеющим гипероксический и гипоксический выходы, последний из которых сообщен трубопроводом с регулируемым вентилем, запорным вентилем и вентилем сброса со средством подачи гипоксической смеси пациенту, а также средство контроля состояния пациента, отличающееся тем, что, с целью обеспечения индивидуального подбора состава гипоксической смеси и повышения безопасности, оно снабжено блоком автоматического управления, средство контроля состояния пациента выполнено в виде датчика напряжения кислорода в организме пациента, подключенного к входу блока автоматического управления, а гипероксический выход газоразделительного аппарата и выход компрессора подсоединены посредством трубопроводов с регулируемыми вентилями к трубопроводу подачи гипоксической смеси за запорным вентилем, при этом регулируемые вентили подключены к выходу блока управления, а средство для подачи гипоксической смеси пациенту выполнено в виде маски, соединенной с выходом гипоксического трубопровода через накопительную емкость.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для повышения устойчивости организма при разнообразных патологических состояниях, например, в практике лечения бронхиальной астмы, гипопластической и железодефицитной анемии, хронических лейкозах, нейроциркулярной дистонии, гипертонической болезни, ожирении и других.

Известно, что гипоксическая стимуляция позволяет повысить компенсаторные возможности организма при профилактике и лечении заболеваний. Известно два принципиально различных способа гипоксической тренировки, один из которых предусматривает использование пониженного давления, а другой - обычного давления, так называемая нормобарическая гипокситерапия.

Известно устройство для лечения с помощью гипокситерапии, представляющее собой имитирующую высокогорные условия барокамеру, обеспечивающую снижение концентрации кислорода в ее газовоздушной среде, т.е. образование газовой гипоксической смеси. Эта барокамера состоит из корпуса и системы вакуумирования и кондиционирования, размещенных в различных помещениях и обеспечивающих дозированное разрежение воздуха в барокамере, а также систему управления [1].

Такое барокамерное устройство обладает целым рядом недостатков, наиболее существенными из которых являются сложность подбора индивидуальных параметров гипоксии для каждого пациента, возможность побочных явлений из-за воздействия на весь организм человека низкого давления и, наконец, необходимость больших площадей для такого оборудования.

Известно также устройство для климатотерапии, содержащее основную и дополнительные герметизируемые камеры, системы регулирования температуры, влажности и ионного состава, рециркуляции воздуха, а также датчик состояния пациента. Для создания в организме пациента нормобарической гипоксии в него введена система регулирования состава воздуха, выполненная в виде мембранного гипоксикатора и связанная с системой контроля состояния пациента [2].

Хотя это устройство обладает определенными преимуществами по сравнению с барокамерой, однако оно также требует больших площадей и не предусматривает возможности индивидуального подбора состава газовой смеси, что крайне существенно при нормобарической гипокситерапии. И наконец, размещение пациентов в специальных камерах, где создаются особые условия, небезопасно.

Целью изобретения является обеспечение возможности подбора индивидуального состава гипоксической смеси и повышение безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком автоматического управления, средство контроля состояния представляет собой датчик напряжения кислорода в организме пациента, подключенный к входу блока автоматического управления, а гипероксический выход газоразделительного аппарата и выход компрессора подсоединены посредством трубопроводов с регулируемыми вентилями к трубопроводу подачи гипоксической смеси за запорным вентилем, при этом регулируемые вентили и гипоксикатор подключены к выходу блока управления, а средство для подачи гипоксической смеси выполнено в виде маски, соединенной с выходом гипоксического трубопровода через накопительную емкость.

Такое выполнение устройства для нормобарической гипокситерапии обеспечивает индивидуальный подбор гипоксической смеси и возможность его регулирования в зависимости от насыщенности организма пациента кислородом. Кроме того, обеспечивается повышение безопасности, так как в случае резкого изменения в состоянии пациента имеется возможность быстрого перехода к подаче атмосферного воздуха или даже обогащенной кислородом смеси, причем контроль осуществляется автоматически и объективно.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, предусматривающее возможность автоматического регулирования подачи газовоздушной смеси; на фиг.2 - блок управления для регулирования состава и подачи газовоздушной смеси.

Устройство для нормобарической гипокситерапии содержит источник 1 газовоздушной смеси, образованный последовательно соединенными компрессором 2, газоразделительным мембранным аппаратом 3 и регулируемым вентилем 4, установленном на выходе обедненной газовоздушной смеси. Аппарат 3 имеет выход а для обедненной газовоздушной смеси и выход б для обогащенной кислородом смеси. При изменении расхода потока газа через вентиль 4 происходит изменение состава смеси, в результате чего регулируется содержание кислорода в гипоксической смеси в диапазоне 1-16 об.%. Эта смесь подается через трубопровод 5 в маску 6 пациента 7.

В качестве аппарата 3 можно использовать аппарат с волоконной мембраной, изготовленной из газоразделительного волокна "Гравитон" на основе поли-4-метилпептена-1. В частности, можно использовать аппарат, выпускаемый НПО "Химволокно", который позволяет получать требуемые параметры компонентов газовоздушной смеси. Естественно, что вполне возможно и использование иного газоразделительного аппарата, имеющего конструкцию, отличную от мембранной.

Трубопровод 5 оснащен газоанализатором 8 типа МН-5130, по показаниям которого осуществляют ручную настройку аппарата 3. Маска 6 снабжена клапаном вдоха и клапаном выдоха. Такие маски хорошо известны, например наркозная маска.

Источник 1 подключен к трубопроводу 5 подачи через запорный вентиль 9 и вентиль 10 сброса, включенный между выходом а и запорным вентилем 9. Между вентилем 9 и увлажнителем 11 трубопровод 5 соединен трубопроводом 12 с выходом б обогащенного кислородом воздуха аппарата 3 и трубопроводом 13 с выходом компрессора 2. При этом в трубопроводе 12 установлен регулируемый вентиль 14, а в трубопроводе 13 - регулируемый вентиль 15. В качестве регулируемых вентилей 4, 14 и 15, а также вентилей 9 и 10 могут быть использованы, например, соленоидные вентили, обеспечивающие как полную отсечку подачи газовоздушной смеси, так и плавное регулирование расхода. Для управления вентилями и регулирования газовоздушного потока, поступающего в маску 6 пациента 7, имеется блок 16 автоматического управления, вход которого соединен с выходом датчика 17 напряжения кислорода пациента, в качестве которого может быть использован транскутанный датчик 17, который показан вне маски условно.

Блок 16 управления содержит компаратор и реле времени. В этом компараторе опорные напряжения U_о.н и U_о.в, соответствующие нижнему и верхнему граничным значениям U_к.о.н и U_к.о.в содержания кислорода в газовоздушной смеси, подаются на входы ключей 18 и 19 (перед началом работы и периодически с заданным интервалом по команде реле 20 времени происходит сброс в исходное состояние, и триггеры 21 и 22 находятся в состоянии "0", и одновременное открывание вентиля 15, открывание вентиля 11 и закрывание вентиля 10). При этом отрицательным напряжением с нулевых выходов триггеров 21 и 22 открыта схема 23 совпадения, сигналом с ее выхода открыт ключ 18 и на один из входов сумматора 24 подается напряжение U_о.н, а на другой - выпрямленное в противоположной ему полярности напряжение U_к датчика 17. Выходное напряжение сумматора управляет работой усилителя-ограничителя: при I U_к I > I U_о.н. I напряжение на выходе УО 25 положительно; при I U_к I < I U_о.н I- отрицательно. Поэтому при I U_к I > I U_о.н I из выходного напряжения УО 25 формируется импульс, поступающий на счетный вход триггера 21 и устанавливающий его в единичное состояние. Одновременно с перебросом триггера 25 закрывается схема 23, следовательно, и ключ 19, и открывается схема 26 совпадения и ключ 19, подающий на вход сумматора напряжение U_о.в. Если I U_к I > IU_о.вI, формируется импульс, возвращающий триггер 21 в исходное состояние, при этом сигнал с его выхода устанавливает в единичное состояние триггер 22, закрывая схему и открывая схему 27 сравнения.

По состоянию схем 23, 26 и 27 судят о результатах контроля: при открытой схеме 23 - содержание кислорода ниже нормы, при открытой схеме 26 - содержание кислорода в норме, при открытой схеме 27 - содержание кислорода выше нормы. В зависимости от состояния схем 23, 26 и 27 происходит регулировка вентилей 14, 15 и 4. Если содержание кислорода в газовоздушной смеси недостаточно, то открывается вентиль 14, и обогащенная кислородом смесь поступает в трубопровод 5, который будет открыт, пока не достигается заданное значение кислорода. Одновременно сигнал поступает на вентиль 4 и он постепенно перестраивается для увеличения содержания кислорода, о чем свидетельствуют показания газоанализатора 8. В трубопровод 5 включена накопительная емкость 28 в виде мешка Дугласа.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

По сигналу реле 20 времени блока 16 управления открывается вентиль 10, закрываются вентиль 11 и вентили 14 и 15. При сохранении заданного соотношения компонент смеси остается открыта схема 26 и вентиль 10 пропускает газовоздушную смесь. При резком падении содержания кислорода ниже заданного уровня срабатывает схема 23 и открывается вентиль 14, в результате чего осуществляется увеличение содержания кислорода до заданного предела. Одновременно поступает сигнал на вентиль 4 для увеличения содержания кислорода.

При резком увеличении содержания кислорода срабатывает схема 27 и создается сигнал, поступающий на вентиль 4 для его регулирования. Газовоздушная смесь требуемого состава по трубопроводу 5 через вентиль 10, увлажнитель 9 и накопительную емкость 28 поступает в маску 6 пациента.

По истечении заданного промежутка времени по сигналу реле времени схема сравнения блока 16 выключена, этим же сигналом вентиль 15 открыт и обычный воздух поступает в трубопровод 5, а через него в маску 6. При этом вентиль 10 закрыт, а вентиль 11 открыт. Затем цикл повторяется.

Описано устройство, предусматривающее использование газораспределительного мембранного аппарата, хотя естественно, что можно использовать и другие газоразделительные устройства, например аппарат короткоцикловой адсорбции воздуха.

В зависимости от вида заболевания степени тяжести и других условий задается порядок вдыхания смеси и количество сеансов.

Предлагаемое устройство было успешно испытано при лечении бронхиальной астмы, гипертонии и ряда других заболеваний, поддающихся гипокситерапии.