УСТРОЙСТВО ПОДГОТОВКИ ГАЗОВЫХ ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

Полезная модель относится к медицине, а именно к вспомогательным приборам для диагностики, и может быть использована при подготовке проб выдохов пациентов для газоанализа.
Одной из важнейших задач при подготовке проб воздуха, выдыхаемого обследуемыми, для проведения анализов является удаление из них паров воды, поскольку последние резко снижают достоверность результатов анализа. Решение данной задачи возможно различными способами: осушением с помощью нагрева, фильтрацией, вымораживанием и т.п.
Известно устройство для осушения выдыхаемого воздуха (см. Шурыгин И.А.: Мониторинг дыхания. Пульсооксиметрия. Капнография. Оксиметрия., - Бином-Невский диалект, 2000 г.), содержащее канал отбора воздуха, внутри которого располагается фильтр влаги. Благодаря поглощению влаги фильтром снижается концентрация влаги на выходе канала отбора воздуха.
Недостатком известного устройства является необходимость замены фильтра влаги после исследования каждой выдыхаемой пробы. Кроме того, использование данного устройства возможно только в режиме «он-лайн» непосредственно при проведении газоанализа. В случаях же, когда газоанализатор отсутствует в месте забора пробы, данное устройство неприменимо.
Известно устройство осушения проб выдыхаемого воздуха (см. патент RU №2266045, МПК A61B 5/08, опубликован 20.12.2005 г.), содержащее канал отбора воздуха, который связан с каналом отвода влаги и располагаемым в нем фильтром влаги, охладительный элемент, контактирующий со стенкой канала отбора воздуха, и нагревательный элемент, с поверхностью которого контактирует часть фильтра влаги, выведенная из канала отвода влаги.
Данное устройство имеет более высокие параметры удаления влаги по сравнению с вышеописанным, однако имеет аналогичные недостатки.
Наиболее близким по достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению является, по мнению заявителя, устройство осушения воздуха мембранного типа (см., например, http:/www.techco.ru/tag/osushiteli-membrannogo-tipa/), состоящее из имеющего отверстия на своей боковой поверхности цилиндрического корпуса с расположенными на его торцевых поверхностях входным и выходным отверстиями и мембраны, представляющей собой пучок тонких, пустотелых синтетических нитей, размещенных внутри корпуса.
Влажный сжатый воздух через входное отверстие в торцевой части корпуса поступает в собранные в пучок нити мембраны. Водяные пары проходят через поры наружу, а сжатый воздух покидает устройство осушения через выходное отверстие. Стенки нитей представляют собой проницаемую мембрану, которая выборочно быстрее пропускает молекулы водяного пара, чем другие. При прохождении через мембрану наружу выводится также и малая часть продувочного воздуха.
Молекулы водяного пара движутся изнутри мембраны наружу, поскольку парциальное давление для водяного пара внутри намного выше, чем снаружи, и выводятся наружу через отверстия в боковой поверхности корпуса.
Данное устройство позволяет автономно производить осушение воздушных проб, однако обладает следующими недостатками: для снижения влажности со 100% (влажность воздуха, выдыхаемого человеком) до 5-8% (уровень влажности, необходимый для диагностического газоанализа, например, с помощью лазерного оптико-акустического газоанализатора) длина рабочего тракта устройства должна быть весьма существенной (либо скорость прохождения осушаемого воздуха очень низкой), используемые в мембране синтетические нити весьма трудоемки в производстве и являются дорогостоящим материалом и, наконец, с течением времени на мембране будут скапливаться примеси от предыдущих воздушных проб, что скажется на достоверности анализа.
Задачей заявляемого технического решения является создание эффективного надежного и простого в эксплуатации устройства для осушения проб выдоха при проведении исследований газового состава выдыхаемого воздуха пациентов, страдающими различными заболеваниями легких.
Техническими результатами разработки являются степень осушения проб выдоха до влажности менее 5%, возможность одновременного осушения нескольких проб, а также возможность их хранения до момента анализа.
Технические результаты достигаются за счет того, что устройство подготовки газовых проб для анализа представляет собой морозильную камеру с возможностью охлаждения ее внутреннего объема до -25°C, с выполненным по крайней мере в одной из ее стенок, как минимум, одним сквозным отверстием и установленным около него  фиксатором пробоотборного пакета, расположенным на внутренней поверхности данной стенки, при этом, по крайней мере, один пробоотборный пакет закреплен в фиксаторе таким образом, что полностью перекрывает сквозное отверстие.
Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется рисунком, на котором изображен вертикальный разрез заявляемого устройства.
Устройство подготовки газовых проб для анализа содержит морозильную камеру 1 со сквозными отверстиями 2 и установленными около них фиксаторами 3 пробоотборных пакетов.
Подготовку произвольного образца выдыхаемого воздуха для анализа с помощью заявляемого устройства осуществляют следующим образом.
Пациент выдыхает воздух из легких в пробоотборный пакет. Наполненный пакет помещают в морозильную камеру 1, закрепляя его в фиксаторе 3 таким образом, чтобы его поверхность полностью перекрывала сквозное отверстие 2. В качестве фиксатора 3 могут быть использованы, например, хомут или скоба, закрепленные на внутренней поверхности стенки морозильной камеры любым известным способом (болтовым, клеевым соединением и т.п.). После закрепления в фиксаторе 3 пробоотборного пакета морозильную камеру 1 закрывают и производят вымораживание пробы внутри пакета в течение 10-15 минут при температуре -20…-25°C. При этом основная часть паров воды, присутствующих в выдыхаемом воздухе, вымораживается на стенках пробоотборного пакета в виде кристаллов льда, в результате чего влажность пробы выдоха, заполняющей пакет, уменьшается в 20-25 раз, в то время как содержащиеся в пробе вещества, важные для анализа полностью сохраняются в объеме пакета (при осушении нагреванием возможен их распад или химические преобразования).
По окончании времени выдержки пакета с пробой выдоха пациента в морозильной камере 1 осушенную пробу выдоха в требуемом объеме набирают, например, в шприц, для чего производят прокалывание иглой шприца стенки пробоотборного пакета через сквозное отверстие 2. В случае наличия у пробоотборного пакета мундштука с выпускным клапаном, последний при установке выводят через сквозное отверстие 2 наружу морозильной камеры 1 и производят забор требуемого для анализа объема воздуха через клапан. Во всех случаях пробоотборный пакет с пробой выдоха из морозильной камеры 1 не вынимают и руками пакета не касаются для предотвращения размораживания паров воды со стенок пакета.
Далее набранную пробу помещают в газоанализатор для исследования.
Использование заявляемого устройства позволяет производить одновременное высокоэффективное осушение нескольких воздушных проб пациентов для диагностических целей и обеспечивает возможность их сохранности в течение длительного периода времени.