Результат интеллектуальной деятельности: ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для поддержания дыхательной системы пациента и предназначено для применения в отделениях интенсивной терапии, хирургии, анестезиологии в лечебных учреждениях любого типа.

Различные аппараты для воздействия на дыхательную систему широко применяются в медицинских учреждениях для обеспечения поддержки дыхания пациента в виде назначенной терапии. Эту терапию применяют посредством различных устройств взаимодействия, которые либо инвазивно прикреплены к пациенту, например эндотрахеальная трубка или трахеостомическая трубка, либо присоединены неинвазивно, например носовая маска, полнолицевая маска или носовая канюля.

Повышение температуры - это защитная реакция организма. В это время возрастает скорость биохимических реакций - при повышении температуры всего на 1 градус (с 36,6 до 37,6) эта скорость увеличивается в 10 раз. Быстрее образуются защитные антитела, быстрее утилизируются продукты обмена веществ, и тем самым человеческий организм более эффективно борется с нарушениями, вызвавшими повышение температуры. Так как чаще всего повышение температуры вызывается какой-либо инфекцией, по своей эволюционно-биологической сущности этот процесс следует рассматривать как меру защиты от инфекционных возбудителей.

В связи с этим целью предложенного изобретения является обеспечение и поддержание заданных параметров (температура, влажность и пр.) вдыхаемого воздуха на аппарате, которою организм считает оптимальной при определенных обстоятельствах в период обострения заболеваний, в пределах разумных величин, не подвергающих риску осложнений (как правило, 35,5-39,5 градусов).

Из уровня техники известен патент RU 2008938 С1, 08.05.1991, раскрывающий устройство для ингаляции, содержащее корпус, парогенератор с предохранительными клапанами и системой паропровода, сообщенной с форсункой, электронагревательный элемент, емкость для сбора конденсата, тубус и резервуар с жидким лекарственным веществом и подающей трубкой, при этом оно дополнительно снабжено форсунками, тубусами и резервуарами с подающими трубками соответственно количеству дополнительно выполненных в верхней части корпуса изолированных одна от другой камер для образования аэрозоля, парогенератор установлен в полости корпуса с зазором и снабжен внешней теплоизоляционной оболочкой, при этом полость каждой из камер сообщена с емкостью для сбора конденсата, подающей трубкой и форсункой, каждый из тубусов выполнен в виде присоединяемой к камере гофрированной эластичной трубки с наконечником и фиксатором, а форсунки соединены с паропроводом через золотник.

Недостатком данного решения является невозможность контролировать, задавать и изменять параметры подачи воздуха и невозможность ее точной регулировки во времени.

Из уровня техники известен патент, выбранный в качестве прототипа RU 2587955 С2, 27.06.2016, раскрывающий систему увлажнителя для увлажнения газовой смеси, подаваемой пациенту, при этом упомянутая система содержит блок увлажнителя, расположенный в контуре пациента, выполненный с возможностью обеспечивать газовую смесь для пациента, причем блок увлажнителя расположен проксимально относительно устройства сопряжения с пациентом контура пациента, причем блок увлажнителя содержит камеру, выполненную с возможностью приема вод из источника воды, клапан, выполненный с возможностью управлять потоком текучей среды между источником воды и камерой, источник тепла, расположенный внутри камеры, датчик расхода, выполненный с возможностью измерения потока воды, подаваемой в камеру из источника воды, и датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры увлажненной газовой смеси в контуре пациента; и контроллер, функционально соединенный с клапаном, источником тепла, датчиком расхода, датчиком температуры, причем контроллер содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью приема из датчика расхода данных расхода, относящихся к воде, подаваемой в камеру из источника воды, приема из датчика температуры температурных данных, относящихся к температуре увлажненной газовой смеси в контуре пациента, и управления приведением в действие клапана для регулировки потока воды, подаваемой в камеру источником воды, по данным расхода и температурным данным.

Недостатком данного решения является невозможность точно контролировать параметры подачи воздуха и невозможность ее регулировки/корректировки во времени.

В основу данного изобретения поставлена задача разработать конструкцию лечебно-профилактического дыхательного аппарата, устраняющую указанные недостатки известных устройств и обеспечивающую задание и поддержание параметров вдыхаемого воздуха в режиме реального времени, что является жизненно важным при определенных типах и течениях заболеваний.

Техническим результатом является повышение точности поддержания заданных параметров вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.

Данный технический результат по первому варианту достигается тем, что лечебно-профилактический дыхательный аппарат включает маску, содержащую, по меньшей мере, один масочный нагревательный элемент, размещенный на ее поверхности, клапан вдоха и клапан выдоха,

при этом клапан вдоха соединен с трубкой дыхательной, содержащей на концах датчики температуры и датчики влажности, а также нагревательный элемент,

выходное отверстие трубки дыхательной связано с корпусом парогенератора, на внешней поверхности которого размещен блок управления и контроля,

трубку подачи воздуха с нагревательным элементом, входящую внутрь корпуса парогенератора, обеспечивающую предварительный нагрев воздушной смеси и содержащую на наружном конце фильтр для забора воздуха, выходные отверстия в части трубки подачи воздуха, размещенной внутри парогенератора, а также датчик температуры, установленный на входе трубки подачи воздуха в парогенератор,

трубчатый электронагреватель (ТЭН), расположенный внутри корпуса парогенератора, для нагрева воды до заданной температуры,

камеру поддержания уровня воды, связанную с парогенератором, содержащую узел подвода воды, и поплавковый клапан, обеспечивающий постоянный контроль уровня воды и ее пополнение внутри парогенератора.

Корпус парогенератора, трубка дыхательная и трубка подачи воздуха включают теплоизоляцию.

К трубке подачи воздуха дополнительно подведена емкость с контрольной жидкостью, к которой через регулировочный кран подведен кислород, для его дополнительного добавления в воздушную смесь.

Данный технический результат по второму варианту достигается тем, что лечебно-профилактический дыхательный аппарат включает маску, содержащую, по меньшей мере, один масочный нагревательный элемент, размещенный на ее поверхности, отверстие вдоха и, по меньшей мере, одно отверстие выдоха,

при этом отверстие вдоха соединено с трубкой дыхательной, содержащей на концах датчики температуры и датчики влажности, а также нагревательный элемент,

выходное отверстие трубки дыхательной связано с корпусом парогенератора, на внешней поверхности которого размещен блок управления и контроля,

трубку подачи воздуха с нагревательным элементом, входящую внутрь корпуса парогенератора, обеспечивающую предварительный нагрев воздушной смеси и содержащую на наружном конце фильтр для забора воздуха и вентилятор для принудительного нагнетания воздуха, а также выходные отверстия в части трубки подачи воздуха, размещенной внутри парогенератора, а также датчик температуры, установленный на входе трубки подачи воздуха в парогенератор,

трубчатый электронагреватель (ТЭН), расположенный внутри корпуса парогенератора, для нагрева воды до заданной температуры,

камеру поддержания уровня воды, связанную с парогенератором, содержащую узел подвода воды, и поплавковый клапан, обеспечивающий постоянный контроль уровня воды и ее пополнение внутри парогенератора.

Корпус парогенератора и трубка дыхательная и трубка подачи воздуха включают теплоизоляцию.

К нагревательной трубке дополнительно подведена емкость с контрольной жидкостью, к которой через регулировочный кран подведен кислород, для его дополнительного добавления в воздушную смесь.

Далее, предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстрации, где на фиг. 1 представлен лечебно-профилактический дыхательный аппарат по первому варианту, на фиг. 2 представлен лечебно-профилактический дыхательный аппарат по второму варианту:

1 - маска;

2 - масочный нагревательный элемент;

3 - трубка дыхательная;

4 - датчики температуры;

5 - датчики влажности;

6 - нагревательный элемент дыхательной трубки;

7 - парогенератор;

8 - блок управления и контроля;

9 - трубка подачи воздуха;

10 - фильтр;

11 - ТЭН;

12 - камера поддержания уровня воды;

13 - узел подвода воды;

14 - поплавковый клапан;

15 - теплоизоляция;

16 - клапан вдоха;

17 - клапан выдоха;

18 - отверстие вдоха;

19 - отверстие выдоха;

20 - емкость с контрольной жидкостью;

21 - регулировочный кран;

22 - вентилятор;

23 - нагревательный элемент.

Лечебно-профилактический дыхательный аппарат включает маску 1, выполненную, как правило, по типу респиратора. Маска 1 содержит, по меньшей мере, один масочный нагревательный элемент 2. Преимущественно использование двух или четырех масочных нагревательных элементов. Масочный нагревательный элемент 2 размещен на поверхности маски 1, как правило, на внутренней поверхности маски 1. Масочный нагревательный элемент 2 служит для исключения конденсации. Маска 1 включает по первому варианту выполнения - клапан вдоха 16 и клапан выдоха 17, по второму варианту выполнения - отверстие вдоха 18 и, по меньшей мере, одно отверстие выдоха 19. Преимущественно выполнение двух отверстий выдоха 19. Клапан вдоха 16 и отверстие вдоха 18 служат для поступления заданной паровоздушной смеси, клапан выдоха 17 и отверстия выдоха 19 - для выдоха.

Клапан вдоха 16 / отверстие вдоха 18 соединен(ны) с трубкой дыхательной 3. Трубка дыхательная 3 служит для передачи воздушной смеси с заданными параметрами к маске 1. Трубка дыхательная 3 содержит на концах, то есть в начале трубки дыхательной 3 и в конце, датчики температуры 4 и датчики влажности 5, а также нагревательный элемент 6. Нагревательный элемент 6 размещается, как правило, на протяжении, преимущественно всей трубки дыхательной 3. Нагревательный элемент 6 выполнен, например, в виде нагревательной спирали или нагревательных проводов. Датчики температуры 4 и датчики влажности 5 размещаются на входе трубки дыхательной 3 и на выходе, замеряя температуру и влажность до прохождения через нагревательный элемент 6 и после прохождения через него.

Выходное отверстие трубки дыхательной 3 связано с корпусом парогенератора 7.

На внешней поверхности корпуса парогенератора 7 размещен блок 8 управления и контроля устройством.

Блок 8 управления и контроля устройством обеспечивает управление всеми узлами устройства, нагрев, корректировку влажности, корректировку поступаемой воздушной смеси и пр. Схема функционирования блока 8 управления и контроля не является предметом данной заявки.

Парогенератор 7 содержит трубку подачи воздуха 9 с нагревательным элементом 23, входящую внутрь его корпуса и обеспечивающую предварительный нагрев воздушной смеси. Принцип работы нагревательного элемента 23 данной трубки подачи воздуха 9 может быть любым, обеспечивая, при необходимости предварительный подогрев воздушной смеси. Трубка подачи воздуха 9 содержит на ее наружном конце фильтр 10 для забора очищенного через него воздуха. Трубка подачи воздуха 9 содержит выходные отверстия в той части, которая размещена внутри парогенератора 7. Через данные отверстия поступает воздух в корпус парогенератора 7. Датчик температуры 4 установлен на входе трубки подачи воздуха 9 в парогенератор 7.

По второму варианту выполнения устройства трубка подачи воздуха 9 дополнительно включает вентилятор 22 для принудительного нагнетания воздуха.

Парогенератор 7 также содержит ТЭН 11, расположенный внутри корпуса парогенератора 7, в нижней его части, для нагрева воды до заданной температуры по команде блока 8 управления и контроля, для повышения влажности воздушной смеси. Температура воды внутри парогенератора, как правило, находится в диапазоне 25-70°С, для образования необходимого пара и увлажнения воздушной смеси до заданных показателей в блоке 8 управления и контроля.

К парогенератору 7 также через трубку подведена камера 12 поддержания уровня воды. Камера 12 поддержания уровня воды содержит узел 13 подвода воды, для пополнения уровня воды в парогенераторе 7 и поплавковый клапан 14, обеспечивающий постоянный контроль уровня воды и ее пополнение внутри парогенератора 7.

Корпус парогенератора 7, трубка дыхательная 3 и трубка подачи воздуха 9 включают теплоизоляцию 15, которая покрывает корпус 7 и трубку дыхательную 3 и трубку подачи воздуха 9, предотвращая теплопотери в устройстве, что повышает точность температуры/влажности воздушной смеси, поступаемой в маску 1. В качестве теплоизолятора может подходить любой материал, преимущественно вспененный, например вспененный полиэтилен, каучук и пр.

К трубке подачи воздуха 9 дополнительно подведена емкость 20 с контрольной жидкостью, например с водой, к которой через регулировочный кран 21 подведен кислород для его дополнительного добавления в воздушную смесь. В данном узле, емкость с жидкостью служит визуальным ориентиром для контроля количества подачи кислорода (по поднимающимся пузырькам), для исключения перенасыщения им воздушной смеси или наоборот, его недостаточности.

Принцип работы устройства (Пример) по первому варианту следующий:

На блоке 8 управления и контроля выставляются/задаются параметры воздушной смеси, необходимой пользователю.

Пользователь надевает маску 1.

Устройство включается в работу.

Воздух проходит через фильтр 10 и попадает в трубку подачи воздуха 9, где проходит его предварительный нагрев нагревательным элементом 23. В случае необходимости дополнительно повышения уровня кислорода, открывается регулировочный кран 21 с подведенным кислородным баллоном. Температура подачи воздушной смеси контролируется датчиком температуры 4.

Предварительно подогретый воздух попадает внутрь парогенератора 7, где он увлажняется до заданного параметра.

Далее, воздушная смесь направляется в трубку дыхательную 3, где на ее входе датчики 4 и 5 замеряют температуру и влажность воздуха.

Полученные данные обрабатываются блоком 8 управления и контроля и вносятся корректировки в температуру подогрева трубки подачи воздуха 9, воды в парогенераторе 7 (температуру нагрева ТЭН 11) и температуру нагревательного элемента 6 трубки дыхательной 3.

Воздушная смесь проходит по трубке дыхательной 3, при необходимости догревается и опять считывается датчиками 4 и 5 на выходе из трубки дыхательной 3.

При необходимости включается масочный нагревательный элемент 2, который исключает образование конденсата внутри маски 1.

Пользователь вдыхает подогретый и увлажненный воздух через клапан вдоха 16.

Отработанный воздух выходит через клапан выдоха 17.

Цикл повторяется.

Принцип работы устройства (Пример) по второму варианту следующий:

На блоке 8 управления и контроля выставляются/задаются параметры воздушной смеси, необходимой пользователю.

Пользователь надевает маску 1.

Устройство включается в работу.

Воздух нагоняется вентилятором 22 сквозь фильтр 10 и попадает в трубку подачи воздуха 9, где проходит его предварительный нагрев нагревательным элементом 23. В случае необходимости дополнительно повысить уровень кислорода, открывается регулировочный кран 21 с подведенным кислородным баллоном. Температура подачи воздушной смеси контролируется датчиком температуры 4.

Предварительно подогретый воздух попадает внутрь парогенератора 7, где он увлажняется до необходимого параметра.

Далее, воздушная смесь направляется в трубку дыхательную 3, где на ее входе датчики 4 и 5 замеряют температуру и влажность воздуха.

Полученные данные обрабатываются блоком 8 управления и контроля и вносятся корректировки в скорость вращения вентилятора 22, температуру подогрева трубки подачи воздуха 9, воды в парогенераторе 7 (температуру нагрева ТЭН 11) и температуру нагревательного элемента 6 трубки 3.

Воздушная смесь проходит по трубке дыхательной 3, догревается и опять считывается датчиками 4 и 5 на выходе из трубки дыхательной 3.

При необходимости включается масочный нагревательный элемент 2, который исключает образование конденсата внутри маски 1.

Пользователь вдыхает подогретый и увлажненный воздух через отверстие вдоха 18.

Отработанный воздух выходит через отверстие выдоха 19.

Цикл повторяется.

Предложенная группа изобретений обеспечивает повышение точности поддержания заданных параметров вдыхаемого воздуха в режиме реального времени, что является жизненно важным при определенных типах и течениях заболеваний.