СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ И, ИЛИ ГИПЕРОКСИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
METHOD AND UNIT FOR ATMOSPHERIC HYPOXIC AND/OR HYPEROXIC THERAPY

Изобретение относится к способам и устройствам для получения газовых смесей, в частности смесей, содержащих в основном азот и кислород, и может быть использовано в медицинской технике.
Известен способ нормобарической гипоксической и гипероксической терапии биологических объектов, характеризующийся чередованием циклов проведения гипоксического и гипероксического воздействия (Описание изобретения к патенту РФ №2289432). В известном способе гипоксическое и гипероксическое воздействие проводят на фиксированных режимах заданных минимального и максимального содержания кислорода в газовой смеси. При этом в ряде случаев наблюдается непереносимость биологических объектов к воздействию, что в основном связано с резким изменением содержания кислорода в газовой смеси.
Известна установка для получения газовых смесей, включающая смеситель газовой смеси, входы которого посредством устройств для регулирования проходного сечения и пневмораспределителя соединены с источником газовой смеси и атмосферным воздухом, а выход с насосом, емкостью переменного объема с грузом, датчиком наполнения и средством питания потребителя газовой смесью (Описание изобретения к патенту РФ №2010580). Известное устройство также может обеспечить подачу потребителю сразу только газовую смесь с заданным фиксированным содержанием кислорода.
Задачей изобретения является повышение адаптационных возможностей биологических объектов при использовании нормобарической гипоксической и, или гипероксической терапии. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в плавном изменении содержания кислорода в газовой смеси, подаваемой потребителю газовой смеси во время сеанса терапии.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе нормобарической гипоксической и гипероксической терапии, включающем чередование циклов проведения гипоксического и гипероксического воздействия, согласно изобретению воздействие проводят путем бесступенчатого изменения содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного минимального, дают выдержку по времени при заданном минимальном содержании кислорода в газовой смеси, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного минимального до нормы при стандартных условиях с последующим бесступенчатым изменением содержания кислорода в газовой смеси от нормы до заданного максимального, дают выдержку по времени при заданном максимальном содержании кислорода в газовой смеси и проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного максимального до нормы при стандартных условиях.
Указанный технический результат достигается также за счет того, что в установке для осуществления способа, включающей смеситель газовой смеси, входы которого посредством устройств для регулирования проходного сечения и пневмораспределителя, соединены с источником газовой смеси и атмосферным воздухом, а выход с насосом, емкостью переменного объема с грузом, датчиком наполнения и средством питания потребителя газовой смесью, согласно изобретению средство питания потребителя газовой смесью выполнено в виде емкости, которая включена в замкнутую пневматическую цепь с последовательно расположенными в этой цепи насосом, смесителем и емкостью переменного объема, при этом в одном из звеньев цепи установлено устройство для удаления части газовой смеси, выполненное, например, в виде пневмораспределителя и устройства для регулирования проходного сечения. Возможен вариант установки, при которой смеситель выполнен в виде емкости, к которой подключены устройства для регулирования проходного сечения. Возможен вариант установки, при которой источник газовой смеси может быть выполнен в виде мембранного генератора гипоксической и гипероксической газовой смеси. Возможен вариант установки, при которой источник газовой смеси может включать источники азота и, или кислорода, каждый из которых выполнен, например, в виде баллонов с азотом и, или кислородом. Возможен вариант установки, при которой в замкнутую пневматическую цепь может быть включен газоанализатор. Возможен вариант установки, при которой она может быть снабжена программируемым блоком управления, при этом пневмораспределители выполнены в виде электропневмораспределителей, связанных с программируемым блоком управления, датчик наполнения выполнен с возможностью передачи заданных параметров в программируемый блок управления. Возможен вариант установки, при которой насос может быть снабжен приводом с регулируемой частотой вращения. Возможен вариант установки, при которой привод насоса может быть связан с программируемым блоком управления.
На фиг.1 изображена структурная схема предложенной установки; на фиг.2 - временная диаграмма изменения содержания кислорода в газовой смеси.
Установка для осуществления способа включает смеситель 1 газовой смеси, входы которого соединены с устройствами для регулирования проходного сечения 2, 3, и 4. Устройство для регулирования проходного сечения 2 через пневмораспределитель 5 соединено с входом 6 атмосферного воздуха. Устройства для регулирования проходного сечения 3 и 4 посредством соответственно пневмораспределителей 7 и 8 соединены с источником газовой смеси 9. Выходы смесителя 1 соединены с насосом 10 и емкостью переменного объема 11 с грузом 12. Смеситель 1, насос 10 и емкость переменного объема 11 включены в замкнутую пневматическую цепь 13, в которой, кроме этого, последовательно расположены датчик наполнения 14, газоанализатор 15 и средство питания потребителя газовой смесью, которое выполнено, например, в виде емкости 16. В одном из звеньев замкнутой пневматической цепи 13 установлено устройство для удаления части газовой смеси, выполненное, например, в виде пневмораспределителя 17 и устройства для регулирования проходного сечения 18. Возможен вариант установки, при которой источник газовой смеси 9 может быть выполнен в виде мембранного генератора гипоксической и гипероксической газовой смеси. Возможен вариант установки, при которой источник газовой смеси 9 может включать источники азота и, или кислорода, каждый из которых выполнен, например, в виде баллонов с азотом и, или кислородом. Возможен вариант установки, при которой источник газовой смеси 9 предполагает получение только гипоксических или только гипероксических газовых смесей. Возможен вариант установки, при которой она может быть снабжена программируемым блоком управления 19, при этом пневмораспределители 5, 7, 8 и 17 могут быть выполнены в виде электропневмораспределителей, связанных с программируемым блоком управления 19 соответственно с помощью линий управления 20 и 21. На фиг.1 показана одна линия управления 20 к пневмораспределителям 5, 7 и 8, выполнение которых в данном случае предполагается в виде единого блока 22. Возможен вариант установки, при которой датчик наполнения 14 выполнен с возможностью передачи заданных параметров в программируемый блок управления 19 с помощью линии управления 23. Возможен вариант установки, при которой газоанализатор 15 выполнен с возможностью передачи заданных параметров в программируемый блок управления 19 с помощью линии управления 24. Возможен вариант установки, при которой насос 10 может быть снабжен приводом с регулируемой частотой вращения (на чертежах не показано). Возможен вариант установки, при которой привод насоса 10 может быть связан с программируемым блоком управления 19 с помощью линии управления 25. Возможен вариант установки, при которой источник газовой смеси 9 может быть связан с программируемым блоком управления 19 с помощью линии управления 26.
Способ с помощью предлагаемой установки осуществляют следующим образом. Вначале, в зависимости от назначенной терапии, выбирают один из возможных вариантов осуществления способа, в том числе в зависимости от варианта исполнения источника газовой смеси 9, который может быть выполнен в виде мембранного генератора гипоксической и гипероксической газовой смеси или в виде баллонов с азотом и, или кислородом:
- изменение содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного минимального при гипоксическом воздействии, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного минимального до нормы при стандартных условиях, затем изменяют содержание кислорода в газовой смеси до заданного максимального при гипероксическом воздействии, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного максимального до нормы при стандартных условиях. При этом проводят бесступенчатое изменение содержания кислорода в газовой смеси;
- изменение содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного максимального при гипероксическом воздействии, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного максимального до нормы при стандартных условиях, затем изменяют содержание кислорода в газовой смеси до заданного минимального при гипоксическом воздействии, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного минимального до нормы при стандартных условиях. При этом проводят бесступенчатое изменение содержания кислорода в газовой смеси;
- изменение содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного максимального при гипероксическом воздействии. При этом проводят бесступенчатое изменение содержания кислорода в газовой смеси;
- после изменения содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного минимального при гипоксическом воздействии проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного минимального до нормы при стандартных условиях;
- после изменения содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного минимального при гипоксическом воздействии дают выдержку по времени при заданном минимальном содержания кислорода в газовой смеси, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного минимального до нормы при стандартных условиях. При этом проводят бесступенчатое изменение содержания кислорода в газовой смеси;
- после изменения содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного максимального при гипероксическом воздействии проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного максимального до нормы при стандартных условиях. При этом проводят бесступенчатое изменение содержания кислорода в газовой смеси;
- после изменения содержания кислорода в газовой смеси от нормы при стандартных условиях до заданного максимального при гипероксическом воздействии дают выдержку по времени при заданном максимальном содержания кислорода в газовой смеси, затем проводят изменение содержания кислорода в газовой смеси от заданного максимального до нормы при стандартных условиях. При этом проводят бесступенчатое изменение содержания кислорода в газовой смеси;
- в промежутке между циклами гипоксического и гипероксического воздействия или гипероксического и гипоксического воздействия дают выдержку по времени при норме при стандартных условиях содержания кислорода в газовой смеси.
В качестве примеров рассмотрим более подробно два варианта осуществления способа.
Пример 1. Этот пример представлен на фиг.2 временной диаграммой изменения содержания кислорода в газовой смеси, а в качестве источника газовой смеси 9 использован мембранный генератор гипоксической и гипероксической газовой смеси. Перед началом использования установки содержание кислорода в газовой смеси в емкости 16 нормальное при стандартных условиях (20,95% объемных). На фиг.2 это отражено точкой 27. Возможно использование установки в ручном или автоматическом режиме управления. Для осуществления гипоксического воздействия открывают пневмораспределитель 7. В ручном режиме это делает оператор установки, а в автоматическом по команде от программируемого блока управления 19 по линии управления 20. Время (скорость) изменения содержания кислорода в газовой смеси задают устройством для регулирования проходного сечения 3 от нормы при стандартных условиях (точка 27 на фиг.2) до заданного минимального при гипоксическом воздействии (точка 28 на фиг.2). Из открытого пневмораспределителя 7 гипоксическая смесь поступает в смеситель 1, а после включения насоса 10 смесь начинает циркулировать по замкнутой пневматической цепи 13 между смесителем 1, емкостью 16 и емкостью переменного объема 11 с грузом 12. По мере поступления гипоксической смеси от источника газовой смеси 9 содержание кислорода в газовой смеси в емкости 16 от нормы при стандартных условиях (точка 27) изменяется до заданного минимального значения (точка 27). За счет постоянного перемещения газовой смеси между емкостями 11, 16 и смесителем 1 в каждый момент времени обеспечивается равномерное распределение кислорода в газовой смеси в пространстве емкости 16. Момент достижения точки 28 с заданным минимальным содержанием кислорода в газовой смеси при ручном режиме управления устанавливает оператор по положению груза 12 на емкости переменного объема 11 или по показанию газоанализатора 15. При автоматическом режиме управления сигнал о заданном содержании смеси поступает в программируемый блок управления 19 от газоанализатора 15 или от датчика наполнения 14 соответственно по линиям управления 24 и 23. После получения этого сигнала пневмораспределитель 7 перекрывает поступление гипоксической смеси от источника газовой смеси 9 в смеситель 1. Затем дают выдержку по времени при заданном минимальном содержании кислорода в газовой смеси (на диаграмме от точки 28 до точки 29) в емкости 16. При ручном режиме управления время выдержки определяет оператор, при автоматическом режиме управления время выдержки задает программируемый блок управления 19, например, с помощью встроенного таймера (на чертежах не показано). Во время выдержки проводят подготовку установки к следующему этапу работы, для этого удаляют газовую смесь из емкости переменного объема 11. Удаление газовой смеси происходит под действием силы тяжести груза 12 при открытом пневмораспределителе 17. В ручном режиме управления пневмораспределитель 17 открывает оператор установки, а в автоматическом режиме управления пневмораспределитель 17 открывается по команде от программируемого блока управления 19 по линии управления 21. Время (скорость) удаления газовой смеси регулируют с помощью устройства для регулирования проходного сечения 18. Затем изменяют содержание кислорода в газовой смеси от заданного минимального при гипоксическом воздействии до нормы при стандартных условиях (на диаграмме от точки 29 до точки 30), при этом возможны следующие варианты проведения этой операции: подача атмосферного воздуха от входа 6 через пневмораспределитель 5, устройство для регулирования проходного сечения 2 и смеситель 1 в замкнутую пневматическую цепь 13; подача гипероксической газовой смеси от источника газовой смеси 9 через пневмораспределитель 8, устройство для регулирования проходного сечения 4 и смеситель 1 в замкнутую пневматическую цепь 13. В ручном режиме управления пневмораспределитель 5 или 8 открывает оператор установки, а в автоматическом режиме управления пневмораспределитель 5 или 8 открывается по команде от программируемого блока управления 19 по линии управления 20. В промежутке между окончанием цикла гипоксического воздействия (точка 30 на диаграмме) и началом гипероксического воздействия (точка 31 на диаграмме) дают выдержку по времени при норме при стандартных условиях содержания кислорода в газовой смеси. Во время выдержки проводят подготовку установки к следующему этапу работы; (гипероксическому воздействию) для этого удаляют газовую смесь из емкости переменного объема 11. Удаление газовой смеси происходит под действием силы тяжести груза 12 при открытом пневмораспределителе 17. В ручном режиме управления пневмораспределитель 17 открывает оператор установки, а в автоматическом режиме управления пневмораспределитель 17 открывается по команде от программируемого блока управления 19 по линии управления 21. Время (скорость) удаления газовой смеси регулируют с помощью устройства для регулирования проходного сечения 18. Гипероксическое воздействие на участках диаграммы 31-32, 32-33 и 33-34 проводят по методике, описанной выше для гипоксического воздействия, при этом начинают и заканчивают гипероксическое воздействие путем соответственно открытия и закрытия пневмораспределителя 8, а время (скорость) изменения содержания кислорода в газовой смеси задают устройством для регулирования проходного сечения 4.
Пример 2. Этому примеру также соответствует представленная на фиг.2 временная диаграмма изменения содержания кислорода в газовой смеси. В качестве источника газовой смеси 9 использованы источники азота и кислорода, каждый из которых выполнен, например, в виде баллонов с азотом и кислородом. Гипоксическую газовую смесь получают в смесителе 1 путем подачи в него атмосферного воздуха от входа 6 через пневмораспределитель 5 и устройство для регулирования проходного сечения 2, одновременно в смеситель 1 подают азот через пневмораспределитель 7 и устройство для регулирования проходного сечения 3. Время (скорость) изменения содержания кислорода в гипоксической газовой смеси задают устройствами для регулирования проходного сечения 2 и 3. Гипероксическую газовую смесь получают в смесителе 1 путем подачи в него атмосферного воздуха от входа 6 через пневмораспределитель 5 и устройство для регулирования проходного сечения 2, одновременно в смеситель 1 подают кислород через пневмораспределитель 8 и устройство для регулирования проходного сечения 4. Время (скорость) изменения содержания кислорода в гипероксической газовой смеси задают устройствами для регулирования проходного сечения 2 и 4. В остальном осуществление способа на участках диаграммы 27-28, 28-29, 29-30, 30-31, 31-32, 32-33 и 33-34 соответствует описанным выше операциям примера 1.