Портативный компрессорный ингалятор с подогревом аэрозоля

Техническое решение относится к области медицинской техники и предназначено для использования в области ингаляционной терапии.
Компрессорные ингаляторы являются наиболее распространенным типом медицинских ингаляторов. Для создания аэрозоля в них используют компрессор для сжатия газа. Сжатый газ поступает в распылительную камеру, состоящую из прозрачной колбы, форсунки, надетым на форсунку колпачка с соплом и отражателем, расположенным напротив сопла. Сжатый газ (чаще всего воздух), под давлением поступающий в форсунку, выходит из малого отверстия форсунки, вследствие чего на выходе скорость воздуха резко возрастает, что приводит к локальному падению давления воздуха. В результате под воздействием разрежения жидкий лекарственный раствор по узким подводящим каналам между поверхностью форсунки и колпачком поступает в сопло, где смешивается с воздушным потоком и распадается на отдельные частицы. Поток этих частиц ударяется о поверхность отражателя, и крупные частицы разбиваются на более мелкие, которые с потоком воздуха в виде аэрозоля поступают к пациенту через выходное отверстие распылительной камеры.
Компрессорные ингаляторы состоят из отдельного блока компрессора и распылительной камеры (небулайзера), соединенной с компрессором гибким воздушным шлангом длиной 0,5-2,0 м, при этом вес блока компрессорного блока находится в пределах 1,0-3,5 кг, что не позволяет такие ингаляторы считать удобными для пользования в поездках и в службе скорой помощи, для которых требуется портативное исполнение ингалятора.
Недостатком компрессорных ингаляторов, обусловленным принципом их действия, является то, что в процессе создания аэрозоля в них происходит его охлаждение и снижение температуры по сравнению с температурой окружающей среды за счет дроссельного эффекта Джоуля - Томсона. Указанное снижение температуры достигает величин 5^-10°, что приводит к нежелательным последствиям для пациентов, т.к. ингаляционная процедура с охлажденным аэрозолем является некомфортной и противопоказана для лечения пациентов с хроническими заболеваниями дыхательных путей и пациентов с повышенной чувствительностью к Холодовым раздражителям). Подогрев аэрозоля повышает комфортность проведения процедуры и принципиально необходим для многих пациентов
Известен аэрозольный ингалятор (SU, авторское свидетельство 1321422, опубл. 07.074.1987), содержащий источник сжатого газа, систему управления подачей аэрозоля и распылитель с форсункой и нагревателем. Настоящий ингалятор предназначен для проведения ингаляционной терапии.
Недостатками данного ингалятора являются отсутствие регулировки температуры аэрозоля и сложность конструкции.
Известен также генератор аэрозолей (SU, авторское свидетельство 1296172, опубл. 15.03.1987), содержащий распылитель с газовым и жидкостными каналами, выходной патрубок, инициирующий электрод, резервуар для лекарственной жидкости, воздухогазозаборник и нагреватель, установленный в корпусе с зазоров и соединенный с воздухогазозаборником и выходным патрубком, причем генератор снабжен расположенной в выходном патрубке дополнительной форсункой, последовательно соединенной обратным клапаном и регуляторов температуры, установленными на воздухогазозаборнике и сообщающимися с выходным патрубком распылителя и корпусом нагревателя и с клапаном выдоха, соединенным с газовым каналом распылителя и газовым соплом дополнительной форсунки, а нагреватель расположен соосно газовому соплу дополнительной форсунки.
В данном устройстве нагреватель используется для нагрева воздуха, который смешивается с аэрозолем, что значительно усложняет конструкцию распылителя, затрудняя тем самым его разборку для стерилизации.
Известен (RU, патент 164003, опубл. 20.08.2016) компрессорный ингалятор с подогревом аэрозоля, содержащий корпус распылительной камеры, металлический подогреваемый штуцер с узким соплом в верхней части и нагревателем, размещенным на теле штуцера, колпачок, надетый на штуцер, с отражателем возле выхода сопла, загубник и гибкий шланг, подключенный к компрессору и к входу в штуцер, причем нагреватель представляет собой медные пластины, наклеенные через керамико-полимерный теплопроводящий диэлектрический материал на теплопроводящую катушку, надетую на штуцер, и подключенные к источнику электрического питания.
Указанный прибор имеет следующие существенные недостатки:
в силу большой удельной теплоемкости металлического штуцера и металлической катушки нагревателя время нагрева лекарственного раствора в распылительной камере (небулайзере) составляет не менее 3-5 минут, что затягивает время перед проведением процедуры.
термочувствительный элемент измеряет температуру нагревателя, которая может заметно отличаться от температуры лекарственного раствора, вследствие чего не может быть обеспечено достаточно точное поддержание требуемого уровня температуры лекарственного раствора. Последнее обстоятельство может приводить к перегреву раствора и превышению температурного порога 42-43°С, что недопустимо при использовании лекарственных растворов биологического происхождения.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать небулайзер с подогревом аэрозоля (RU, патент №2622993, опубл. 21.06. 2017 г.), который содержит корпус распылительной камеры, в которой установлен штуцер с узким выходным отверстием в форме сопла, над которым установлен колпачок с широким основанием в нижней части, распылительная камера закрыта съемной крышкой с отражателем, выполненным с возможностью крепления возле выхода сопла сменного сепаратора, гибкую трубку подачи сжатого газа, соединенную с указанным штуцером, электрический нагреватель, представляющий собой тонкую пластину с малой теплоемкостью, выполненную из материала с хорошей теплопроводностью, расположенную на дне распылительной камеры, к тыльной стороне пластины прикреплен нагревательный элемент, кроме того, небулайзер дополнительно содержит схему управления.
Недостатком этого ближайшего аналога является то, что это устройство требует подключения к компрессору, т.к. он не входит в состав устройства.
Техническая проблема, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента устройств, применяемых при ингаляционной терапии.
Технический результат, достигаемый при использовании разработанного устройства, состоит в создании конструкции ингалятора, в которой в одном корпусе размещаются узел подогрева лекарственного препарата и компактный компрессор и исключается воздушный шланг, что обеспечивает портативность ингалятора, удобство пользования пациентом и высокую эффективность применения в службе скорой помощи и для пациентов, постоянно пользующихся ингаляторами, прежде всего, пациентов с хроническими заболеваниями (астма, ХОБЛ). Дополнительно упрощается конструкции при одновременном повышении надежности его использования.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать ингалятор с подогревом аэрозоля, содержащий в одном корпусе компрессор, прозрачную распылительную камеру, на дне которой размещена форсунка для подачи сжатого воздуха, надетый на форсунку колпачок с соплом, с отражателем возле выхода сопла, нагреватель лекарственного препарата, расположенный под дном распылительной камеры, при этом выход компрессора напрямую соединен с форсункой, а схема управления выполнена с возможностью работы ингалятора в двух режимах - без подогрева аэрозоля и с подогревом аэрозоля.
Ингалятор может работать как с питанием от сетевого адаптера, так и от портативного аккумулятора или бортового аккумулятора автомобиля напряжением 12 В. Включение и выключение компрессора ингалятора и, следовательно, его работу в режиме без подогрева аэрозоля обеспечивает микровыключатель с одновременной индикацией с использованием светодиода. Включение и выключение режима подогрева осуществляет другой микровыключатель также с индикацией с использованием светодиода.
На фиг. 1 показано схематическое изображение ингалятора.
Внутри корпуса 1 сверху размещают прозрачную распылительную камеру, предназначенную для заливки лекарственного препарата и формирования аэрозоля. Ниже внутри корпуса устанавливают компактный компрессор. На лицевой поверхности корпуса снизу встраивают разъем питания 2 для подключения сетевого адаптера постоянного тока 3. Выше на лицевой панели размещают кнопку включения/выключения питания 4 с индикатором включения питания 5 и кнопку включения/выключения подогрева 6 с индикатором включения подогрева 7. Выше располагают воздушный фильтр 8 для очистки воздуха, поступающего в компрессор, В выходное отверстие распылительной камеры вставляют мундштук.
Заявителем был изготовлен образец портативного ингалятора (показан на фиг. 2) и были проведены испытания его работы, которые подтвердили возможность реализации разработанного устройства и его эффективность.