Аппарат ингаляционного наркоза

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратуре для ингаляционного наркоза (ИН).

Известные аппараты ИН (фирмы Drager, Penlon, Ohmeda) оснащены прецизионными испарителями высокого сопротивления (VOC - испарители вне дыхательного контура), многофункциональными аппаратами искусственной вентиляции легких и газоанализаторами (мониторами) состава дыхательной смеси, а это приводит к значительным габаритам (масса порядка 50 кг) и стоимости ($50000). Им свойственно медленное регулирование состава дыхательной смеси (вдыхаемой концентрации анестетика и кислорода) при использовании экономичной и экологичной низкопоточной анестезии (НПА) [Watney G. In- and out of circuit vaporizers. Anesthesia Equipment Resources ASE 2007. www.asevet.com; Baum JA. Low Flow Anesthesia. Drager 2004].

Известен также наркозный блок (аппарат ИН), содержащий дозиметр и источник кислорода, подключенные к входу испарителя анестетика низкого сопротивления, соединенного с резервным мешком дыхательного контура и оснащенного переключателем позиции внутри или вне дыхательного контура [патент RU №2372947]. Данный аппарат выбран в качестве прототипа.

Этот достаточно простой аппарат за счет включения испарителя внутрь дыхательного контура позволяет на порядок быстрее регулировать вдыхаемую концентрацию анестетика и соответственно глубину анестезии (в пределах 1-2 минут). Недостатком прототипа является быстрое изменение параметров анестезии, которое необходимо проводить только под контролем монитора состава дыхательной смеси (концентрации анестетика), оснащенного соответствующими сигнализаторами и ограничителями количества подаваемого анестетика. Стоимость такого монитора в 5-10 раз превышает стоимость рассматриваемого наркозного блока, что практически исключает его безопасное применение для рядового анестезиолога.

Этот аппарат не позволяет также регулировать концентрацию кислорода независимо от его подачи по дозиметру, что существенно затрудняет применение экономичной и экологичной низкопоточной анестезии в небольших больницах и клиниках.

Указанные недостатки затрудняют использование известных преимуществ ингаляционной анестезии относительно внутривенной (меньший метаболизм и соответственно инерционность, меньшая травма и естественный путь введения лекарственных средств вместе с кислородом) и соответственно ограничивают ее применение.

Технический результат патентуемого изобретения заключается в следующем:

- существенно расширяется сфера применения портативных аппаратов ИН благодаря сочетаемости с любыми существующими источниками кислорода (включая мини-концентраторы) и воздуха (маломощные компрессоры медицинских аппаратов, включая ингаляторы); при этом гибкая модульная система в сочетании с широкими типоразмероми основных блоков аппарата (испарителя, дыхательного контура и камер для анестезии) обеспечивает проведение адекватной анестезии широкого типоразмера животных.

- обеспечивается возможность оперативного регулирования концентрации кислорода при проведении оптимальной НПА;

- повышается безопасность и эффективность проведения НПА благодаря возможности оценивать и оперативно регулировать вдыхаемую концентрацию анестетика по шкале испарителя даже в отсутствии дефицитного и дорогостоящего газоанализатора анестетиков;

- снижается загрязнение атмосферы операционной за счет снижения выброса паров анестетиков, включая галогенсодержащие;

- повышается экономия использования дорогостоящих анестетиков, а также медицинских газов;

- уменьшается масса аппарата благодаря минимизации основных блоков и элементов (испарителя, дозиметра, адсорбера) и исключению металлоемких корпусных деталей для их крепления;

- наличие камеры в виде само расправляющегося мешка с упругими стенками, подключенной к выходу испарителя и входу адсорбера, позволяет использовать аппарат для анестезии мелких животных (массой менее 300 гр.) без специальных приспособлений. Технический результат изобретения достигается отличиями, изложенными в формуле изобретения.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, на которых представлены:

Фиг. 1 - принципиальная схема аппарата ИН;

Фиг. 2 - индикатор адекватности анестезии при спонтанном дыхании:

а - при избыточной концентрации анестетика;

б - при недостаточной концентрации анестетика;

Фиг. 3 - анестезия аппаратом животных до 30 кг, в качестве воздушного компрессора используется детский ингалятор Vega «Китенок Samy»;

Фиг. 4 - анестезия аппаратом животных до 400 кг;

Фиг. 5 - камера для анестезии мелких животных:

а - индукция севофлюраном мышки в камере Амбу 300 мл;

б - поддержание анестезии мешком Амбу.

Аппарат ИН содержит испаритель 1 низкого сопротивления МИНИВАП, дозиметр (ротаметр) 2 кислорода, связанный с входом испарителя 1 анестетика, соединенного с резервным мешком 3 дыхательного контура, включающего адсорбер 4, предохранительный клапан 5 и клапаны вдоха 6 и выдоха 7. Аппарат снабжен подключенными параллельно к входу испарителя 1 воздушным компрессором 8 с ротаметром 9 и обратным клапаном 10, сообщенным с атмосферой, и оснащен индикатором адекватности анестезии при спонтанном дыхании.

В качестве компрессора 8 применен ингалятор лекарственных средств, например, детский ингалятор Vega «Китенок Samy».

Индикатор выполнен в виде резервного мешка 3 дыхательного контура, расположенного горизонтально на кронштейне 11 и оснащенного указателем 12 уменьшения концентрации анестетика «МЕНЬШЕ C_A», размещенным на его лицевой части, и указателем 13 увеличения концентрации анестетика «БОЛЬШЕ C_A», размещенным за мешком на вертикальной стенке 14 кронштейна 11.

Аппарат снабжен камерой для анестезии мелких животных в виде саморасправляющегося мешка 15 с упругими стенками (типа Амбу) и съемной крышкой 16, подключенного вместо тройника 17 пациента к выходу испарителя 1 через клапан 6 посредством разъемного соединения 18 и к входу адсорбера 4 - через клапан 7 посредством разъемного соединения 19; при этом маленький «пациент б» помещен внутрь мешка 15 Амбу.

Аппарат оснащен монитором 20 (газоанализатором) концентрации паров анестетика C_A и кислорода C_O2.

В зависимости от условий работы и методики анестезии, аппарат ИН может комплектоваться испарителями низкого сопротивления МИНИВАП/1 (для пациентов до 30 кг) и МИНИВАП/S (для пациентов свыше 200 кг) на разные анестетики (севофлюран, изофлюран, галотан или энфлюран) и разные диапазоны концентраций. Также, в зависимости от размеров маленьких «пациентов б», выбирают объем мешка 15Амбу (300, 600 или 1200 мл).

Масса предлагаемого аппарата ИН и объем его дыхательного контура минимальны благодаря минимальным размерам основных составляющих: испарителя 1 (МИНИВАП-20/1, масса 400 г), дозиметра 2 (мини-ротаметр фирмы Dwyer, масса 200 г), компрессора 5 (1,5 кг), адсорбера 4 (150 г объемом 0,6 л), - и отсутствию массивных корпусных деталей.

Так, масса такого аппарата ИН «Колибри» на фиг. 3 около 4 кг вместе с компрессором, а объем дыхательного контура вместе с адсорбером и шлангами вдоха и выдоха ∅15 мм - около 1,5 л. Объем резервного мешка 3 выбирают исходя из массы пациентов: от 50 мл (мышки, мелкие птицы) до 5 и более литров (лошади).

Масса аппарата ИН «Колибри» на фиг. 4 в комплекте для крупных животных (испаритель МИНИВАП-20/S массой 1,5 кг, адсорбер 4 объемом 1,2 л) меньше 10 кг.

Аппарат ИН работает следующим образом.

После стандартной подготовки и проверки аппарата ИН подают кислород в дыхательный контур 4 и подключают к нему пациента. Постепенно (в течение полминуты) увеличивают вдыхаемую концентрацию анестетика C_A до 2-3 MAC (минимальная альвеолярная концентрация) по шкале испарителя 1.

После достижения требуемой глубины наркоза (продолжительность индукции для изофлюрана порядка 5 мин, для севофлюрана - 2 мин), пациента интубируют, после чего восстанавливают спонтанное дыхание или переводят на ИВЛ (в зависимости от оперативного вмешательства, методики анестезии и состояния пациента).

Расход кислорода по дозиметру 2 поддерживают на низком уровне (1-2 л/мин для цациента 60 кг) в первые 15 минут, при этом концентрацию кислорода C_O2 доводят до 30 об. %, после чего открывают дозиметр 9, включают компрессор 8 ингалятора, закрывают дозиметр 2 и устанавливают расход воздуха на уровне 2-2,5 л/мин. При этом количество стравливаемого газа через предохранительный клапан 5 устанавливают так, чтобы в конце вдоха мешок не «слипался», а в конце выдоха - не переполнялся.

В фазе поддержания анестезии шкалу концентрацию анестетика C_A испарителя устанавливают на уровне 1-1,5 MAC, при этом показания газоанализатора 20 постепенно приближаются к концентрации по шкале испарителя 1, а концентрация кислорода не опускается ниже 21 об. %.

При уменьшении глубины анестезии или увеличении степени хирургического воздействия минутная вентиляция рефлекторно увеличивается так, что через несколько дыхательных циклов мешок 3 полностью опорожняется к концу вдоха пациента и полностью открывает указатель 13 с предупреждающей надписью о необходимости увеличении концентрации анестетика: «БОЛЬШЕ C_A». При этом в конце вдоха давление скачкообразно падает ниже атмосферного в случае дефицита газа в дыхательном контуре, открывается обратный клапан 10 и пациент вдыхает дополнительное количество атмосферного воздуха, которое поступает в дыхательный контур через испаритель 1. В соответствии с предупреждением «БОЛЬШЕ C_A», анестезиолог ступенчато увеличивает концентрацию анестетика по шкале испарителя, например, до 3 MAC, а после стабилизации дыхания возвращает концентрацию анестетика до уровня 1,5 MAC в соответствии со стадией хирургической операции.

При увеличении глубины анестезии или снижении травматического воздействия минутная вентиляция рефлекторно снижается так, что мешок 3 увеличивается в объеме и остается раздутым на протяжении всего дыхательного цикла. При этом предупреждающая надпись «МЕНЬШЕ C_A» указателя 12 постоянно находится перед глазами анестезиолога, а указатель 13 с противоположной надписью закрывается раздутым мешком 3.

Исходя из этого предупреждения, анестезиолог уменьшает концентрацию анестетика по шкале испарителя, например, до 0,8 MAC до восстановления минутной вентиляции.

Одновременно по монитору 20 контролируют концентрацию кислорода во вдыхаемой смеси, поддерживая ее на адекватном уровне. Так, для увеличения концентрации кислорода отключают воздушный компрессор 8 и подают через ротаметр 2 вместо воздуха соответственно кислород.

Анестезию мелких животных массой менее 300 гр. проводят с помощью мешка 15 Амбу. Пациента (мышку) помещают в камеру (мешок 300 мл, фиг. 5_а), предварительно открыв крышку 16, закрывают крышку 16, шкалу испарителя 1 устанавливают на нужную концентрацию анестетика (от 0 до 6 об. %), после чего прокачивают наркозную смесь через камеру, периодически сжимая упругие стенки мешка Амбу пальцем или рукой. После индукции мышку вынимают из камеры и проводят необходимые хирургические манипуляции.

Для поддержания анестезии выход Амбу (непосредственно или через мягкий мундштук) плотно прижимают к мордочке мышки (фиг. 5_б).

Аналогично проводят анестезию и другим мелким животным (грызунам, птицам, рептилиям) любыми анестетиками, включая изофлюран и галотан, используя мешки Амбу большего размера (600 или 1200 мл).

При этом объем и частоту вентиляции аналогично регулируют, периодически сжимая мешок Амбу и соответственно устанавливая минимально допустимую скорость подачи кислорода по ротаметру для полузакрытого (низкопоточного) контура, предохранительный клапан 5 аппарата должен быть закрыт.

Соответствие между минутной вентиляцией и расходом кислорода устанавливают по экскурсии резервного мешка 3 аппарата.

Таким образом, предложенный аппарат обеспечивает оптимальное проведение ингаляционной анестезии в районных больницах, ветеринарных клиниках и удаленных регионах при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах:

- обеспечивает безопасное и эффективное проведение анестезии благодаря своевременному адекватному регулированию вдыхаемой концентрации анестетика по показаниям индикатора адекватности анестезии при спонтанном дыхании;

- обеспечивает возможность поддержания оптимальной концентрации кислорода на протяжении всей операции благодаря использованию дешевых портативных низконапорных источников кислорода и воздуха;

- отличается минимальной массой, габаритами и стоимостью благодаря минимальным размерам основных составляющих (испарителя, компрессора, адсорбера) и отсутствию массивных корпусных деталей.

Так, масса аппарата ИН «Колибри» для маленьких пациентов (до 30 кг) вместе с компрессором около 4 кг, а для больших (свыше 200 кг) - 10 кг вместе с адсорбентом.