УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНГАЛЯЦИИ БЛАГОРОДНЫМИ ГАЗАМИ

Полезная модель относится к медицине и может быть использовано в наркологии, психиатрии, неврологии, пульмонологии, терапии, при лечении профессиональных заболеваний, профилактической медицине, при реабилитации и восстановлении организма после болезни, а также после стрессовой психической и физической нагрузок.
Терапия благородными газами зарекомендовала себя как перспективный метод в профилактике и лечении заболеваний человека. Ксенон имеет выраженное анальгетическое, анестезирующее и миорелаксирующее действие, обеспечивает стабильность показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем и используется для лечения стрессов, головных болей, депрессивных расстройств, реабилитации организма после болезни. Также ксенон используется для повышения работоспособности, в терапии наркомании и алкоголизма.
Основной преградой распространения метода криптоновой и ксеноновой терапии является редкость и высокая стоимость благородных газов. В связи с этим разработка технических решений, способствующих повторному использованию отработанных газовых смесей (рециклинг) является чрезвычайно актуальной.
Известен способ ингаляционной анестезии и оборудование для его осуществления (Патент РФ №2183476, приор. 26.07.1999, опубл. 10.06.2002, МПК 7 А61М 16/01, А61М 16/10), применяемое устройство содержит аппарат для наркоза, сменный патрон с адсорбентом и крионасос, входящие в комплекс регенерации ксенона. Комплекс регенерации ксенона включает десорбер, вакуум-насос, аппарат с геттерным наполнителем, баллон для сбора регенерированного ксенона и хроматограф.
Недостатками данного устройства является необходимость использования дорогих и технически сложных устройств как газовый хроматограф и криогенный и вакуумный насос.
Известный способ ингаляции и устройство для его осуществления (Патент РФ №2317112, приор. 28.08.2006, опубл. 20.02.2008, МПК (2006.01) А61М 16/00, А61М 16/12). Устройство для проведения ингаляции содержит блок подачи газов, замкнутый дыхательный контур в виде газовой камеры с газоанализатором. Дыхательная камера содержит дополнительную дыхательную емкость, линию вдоха/выдоха и заслонки для открытия и закрытия дыхательного контура. Рециклинг ксенона осуществляется посредством использования БУК. Разработка позволяет снизить затраты ксенона.
Недостатком этого способа с рециклингом ксенона при помощи БУК является то, что мероприятия по сбору отработанной смеси и транспортировки БУК на перерабатывающие предприятия и обратно является дорогостоящим и длительным процессом (стоимость вторичного ксенона составляет порядка 70% от стоимости первичного).
В тоже время, для терапевтических целей, при которых используется субнаркотическая концентрация ксенона (5-30%) может использоваться не только высокоочищенный ксенон но и ксеноно-азотно-кислородная смесь, при условии отсутствия в ней токсических примесей и процентным содержанием кислорода не ниже 21%. Очевидно, что наряду с ксеноно-азотно-кислородной смесью можно использовать криптоно-азотно-кислородную смесь. Получение такой смеси из сорбционного уловителя на месте технически возможно и экономически оправдано без транспортировки сорбционного уловителя на специализированное предприятие.
Наиболее близким к решению поставленной задачи является устройство для ингаляции благородными газами (Полезная модель Украины, №90496, приор. 15.01.2014, опубл. 26.05.2014, МПК (2006.01) А61М 16/01), которое содержит реверсивный закрытый дыхательный контур, дыхательный мешок, маску, линии вдоха-выдоха, сорбер углекислого газа и воды, источник кислорода, источник благородных газов. Устройство включает сорбер-десорбер газовых смесей с подогревателем, колонки которого наполнены сорбентом, и химические фильтры для поглощения и деструкции летучих примесей органического и неорганического происхождения, содержащие конденсатор или поглотитель паров воды.
Наличие сорбер-десорбера и фильтров дает возможность регенерировать и повторно использовать газовые смеси для терапевтичекого применения на месте их применения, без сбора и отправки на перерабатывающие предприятия.
Недостатками устройства является длительный интервал времени, необходимый для полного связывания благородного газа с сорбентом за счет того, что процесс сорбции благородного газа осуществляется путем изоволюмической циркуляции дыхательной смеси, находящейся в закрытом контуре, кроме того, в колонке сорбер-десорбера и на очистительных фильтрах остается значительная часть извлекаемого в процессе десорбции благородного газа.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования устройства для ингаляции благородными газами путем введения в устройство дополнительного блока обеспечить сокращение времени необходимого для полного связывания благородного газа с сорбентом, увеличить количество извлекаемого при десорбции благородного газа при снижении его стоимости.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для ингаляции благородными газами, содержащем реверсивный закрытый дыхательный контур, включающий дыхательную маску, дыхательный мешок и соединяющую их линию вдоха-выдоха, на которой установлен анализатор благородных газов, и подключены источники сжатых первичных благородных газов и устройство напуска благородных газов, сорбер-десорбер газовых смесей, снабженный нагревателем, химические фильтры, согласно с полезной моделью, дополнительно содержит блок побуждения и коммутации газовых потоков связанный с источником сжатого кислорода, регулятором расхода кислорода и атмосферой.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Наличие блока побуждения и коммутации газовых потоков на этапе сорбции обеспечивает направление газовой смеси из дыхательного контура в колонку с сорбентом и далее после сорбции благородного газа в атмосферу, что позволяет сократить время, необходимое для полного связывания благородного газа с сорбентом.
На этапе десорбции блок побуждения и коммутации газовых потоков направляет обогащенную благородным газом газовую смесь в дыхательный контур и осуществляет сброс в атмосферу, очищенной от благородного газа, дыхательной смеси из дыхательного контура на этапе сорбции и продувку, что увеличивает количество извлекаемого при десорбции благородного газа, и снизить его стоимость.
Суть полезной модели поясняется на чертеже. На фигуре представлена схема устройства для ингаляции благородными газами.
Устройство состоит из дыхательного контура 1, дыхательной маски 2, соединенной через линию вдоха-выдоха 3 с дыхательным мешком 4, блок 5, который включает (на схеме не показано): клапаны вдоха-выдоха, клапан соединения дыхательного контура с атмосферой, вирусно - бактериальный фильтр, фильтр для поглощения углекислоты и паров воды, анализатор содержания кислорода и углекислого газа, давления дыхательной смеси. На линии вдоха - выдоха 3 установлен анализатор благородных газов (ксенона или криптона) 6, подключены источники сжатых первичных благородных газов (далее по тексту - БГ) 7 и устройство напуска БГ 8. Колонка сорбер - десорбер 9, наполненная сорбентом, избирательно сорбирующим БГ, снабжена управляемым подогревателем (на схеме не показан), блок побуждения и коммутации газовых потоков 10 с выходным патрубком 11, связанный с газовыми магистралями 12 и 13, также соединен с источником сжатого кислорода 14 и регулятором расхода кислорода 15. На газовой магистрали 13 расположен блок пассивных и активных газовых фильтров 16.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Порядок работы устройства зависит от характера использования сорбер-десорбера во время процедуры.
Вариант 1.
Сорбер-десорбер используется только как сорбер БГ, а источник БГ - единственный источник БГ для пациента.
Дыхательный мешок 4 заполняется кислородом на 1/3 объема с помощью источника сжатого кислорода 14 и устройства дозирования кислорода 15, а дыхательный контур 1 изолирован от маски 2. Далее осуществляется частичная денитрогенизация пациента. Денитрогенизация заключается в серии глубоких вдохов - выдохов кислорода через отдельную маску отдельного дыхательного контура (на схеме не показано) или маску 2, если для денитрогенизацию проводят с использованием элементов блока 5, источника сжатого кислорода 14 и регулятором расхода кислорода 15. Количество вдохов - выдохов зависит от концентрации БГ, которая будет использоваться в процедуре. После завершения денитрогенизации, маска соединяется с дыхательным контуром 1 и последний выдох цикла денитрогенизации осуществляется уже в линию вдоха-выдоха 3 и далее в мешок 4.
2
2
Далее из источника первичных БГ 7 с помощью устройства напуска 8 проводится подача БГ в дыхательный контур 1. Скорость подачи БГ устанавливается в пределах 500-800 мл/мин. При достижении показателей датчика 6 уровня необходимого процентного содержания БГ, подача прекращается. В процедурах терапии используются газовые смеси Хе - О или Kr - О состав 5-50%, 95-50%. При уменьшении концентрации ксенона или криптона ниже заданной, врач или система управления (на схеме не показана) восстанавливает уровень газа путем напуска небольшой порции газа с помощью устройства 7. При достижении заданного уровня БГ, устройство 7 закрывается. Концентрация кислорода поддерживается путем напуска кислорода от источника сжатого кислорода 14 и регулятора расхода кислорода 15 через блок побуждения и коммутации газовых потоков 10 и магистраль 12 под контролем датчика концентрации кислорода блока 5 (на схеме не показано).
По истечении установленного времени процедуры, на фоне продолжающегося спокойного дыхания, блоком побуждения и коммутации газовых потоков 10 проводится откачка дыхательной смеси содержащей БГ через магистраль 12 и колонку сорбер-десорбера 9. После сорбции БГ колонкой сорбер-десорбера 9 остаток газовой смеси удаляется через патрубок 11. После откачивания содержимого дыхательного мешка 4 через колонку сорбер-десорбера 9 проводят его повторное заполнение кислородом из источника сжатого кислорода 14 и устройства дозирования кислорода 15. Циклы откачки и заполнения мешка продолжаются до снижения концентрации ксенона или криптона ниже 5% от исходной. Процедура завершается путем отсоединения маски 2 от пациента.
Вариант 2.
Сорбер - десорбер используется как источник БГ на начальной стадии процедуры, а источник БГ - как вспомогательный источник БГ для пациента.
Перед началом работы устройства проводится десорбции БГ из сорбер - десорбера 9 в дыхательный контур 1. Для этого дыхательный мешок 4 наполняется кислородом с помощью блока 5, из источника сжатого кислорода 14, на 1/3 объема и включается нагреватель сорбер - десорбера 9. При этом дыхательный контур 1 изолируется от маски 2. По мере разогрева материала сорбента сорбер - десорбера 9 происходит десорбция БГ, паров воды, летучих продуктов жизнедеятельности предыдущих пациентов, которым проводили процедуры терапии БГ и которые заканчивались сорбцией неиспользованного БГ. Для вытеснения десорбированной смеси блок 10 по командам устройства управления (на схеме не показано) направляет поток кислорода через колонку сорбер-десорбера 9 и магистраль 13 в блок фильтров 16 и далее в линию вдоха-выдоха 3. После завершения десорбции разогретый сорбер - десорбер 9 принудительно охлаждается вентилятором (на схеме не показано) до комнатной температуры. Концентрация БГ в дыхательном контуре 1 контролируется анализатором БГ 6. Если концентрация БГ превышает установленную для данной процедуры концентрацию или превышает 50%, то проводится снижение концентрации БГ путем напуска дополнительной порции кислорода с помощью блока 10. Если концентрация БГ ниже требуемой, то проводится напуск необходимой порции газа через блок 10 от источника БГ 7. Конечная наполненность мешка 4 должна составлять 1,5 объема жизненной емкости легких пациента. Далее проводится денитрогенизация пациента аналогично описанному выше в варианте 1, которая заканчивается полным выдохом пациента, с последующим вдохом через маску 2 из наполненного дыхательного мешка 4. Затем проводится терапия БГ с последующей сорбцией БГ, как было описано в варианте 1.