УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГИПЕРКАПНИИ Российский патент 2004 года по МПК A61M16/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, неврологии и пульмонологии, и может быть использовано для изучения реакции организма на дозированную гипоксическую гиперкапнию, в частности для оценки реактивности мозговых сосудов и перфузионного резерва мозгового кровообращения, а также для проведения гиперкапнических тренировок, направленных на увеличение сопротивляемости (резистентности) организма к неблагоприятным стрессорным факторам, тренировку адаптивных систем, подготовку к оперативным вмешательствам с временным прекращением кровотока по артериям, питающим мозг, и лечения заболеваний, в частности нарушений мозгового кровообращения, нарушений коронарного кровообращения, гипертонической болезни, дыхательной недостаточности и др.

Известно устройство (а. с. СССР 1123692), которое содержит последовательно соединенный корпус с емкостью мертвого пространства, смеситель с диафрагмой для подачи атмосферного воздуха, золотниковый узел, патрубок с дополнительной емкостью "мертвого" пространства и загубник, обеспечивающее дозирование углекислого газа в диапазоне 1-5% за счет регулирования подачи воздуха из окружающего пространства.

Недостатками известного устройства являются следующее.

1. Невозможность создания концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе более 5%, что является необходимым для оценки перфузионного резерва мозгового кровообращения и проведения эффективных гиперкапнических тренировок.

2. Устройство имеет сложную конструкцию и не позволяет достигнуть максимального расслоения выдыхаемого воздуха на порции, что ведет к снижению эффективной концентрации углекислого газа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату является устройство (а. с. СССР 747474), состоящее из прямоугольного корпуса с емкостью "мертвого" пространства в виде параллельно расположенных лабиринтных каналов, образованных перегородками, установленными внутри корпуса. При этом стенки корпуса имеют отверстия с пробками. Загубник выполнен съемным.

Недостатками известного устройства являются следующее.

1. Невозможность плавной регулировки объема "мертвого" пространства и соответственно дозирования концентрации углекислого газа.

2. Неудобства при работе с пробками.

Положительным результатом заявляемого устройства является создание эффективной концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе с возможностью ее дозирования. Положительный результат заявляемого устройства достигается тем, что лабиринтные каналы выполнены в виде перегородок с возможностью перемещения относительно друг друга, что позволяет изменять дополнительный объем "мертвого" пространства и соответственно концентрацию газов в альвеолярном воздухе; в лабиринтных каналах установлены обтекатели, снижающие турбулентность выдыхаемого воздуха и улучшающие его расслоение на порции, что позволяет увеличить в альвеолярном воздухе концентрацию углекислого газа и дефицита кислорода.

Заявляемое устройство (фиг.1) для дозирования гипоксической гиперкапнии выполнено из медицинского пластика и представлено корпусом 1 с емкостью "мертвого" пространства в виде параллельно расположенных лабиринтных каналов 2 с площадью поперечного сечения, близкой к площади поперечного сечения трахеи. За счет смещения подвижных перегородок "а" и "b", закрепленных на поперечных пластинах 3, установленных внутри корпуса, относительно фиксированных перегородок "с" при помощи рукояток 4 плавно изменяется объем "мертвого" пространства в диапазоне от 500 до 1500 мл. Для лучшего расслоения и снижения турбулентности потоков выдыхаемой газовой смеси в лабиринтных каналах установлены обтекатели 5, фиксированные к подвижным перегородкам "а" и "b". Устройство оснащено съемным загубником 6 и трубкой 7.

Устройство работает следующим образом.

Дыхание осуществляют через загубник 6, а носовое дыхание отключают. На фиг. 2 показан принцип регулирования дополнительного объема "мертвого" пространства. Дополнительный объем "мертвого" пространства (ДОМП) устанавливают на нужном уровне от 500 до 1500 мл (фиг.1 - 500 мл, фиг.2 - 1500 мл). В течение 1 минуты дыхания через устройство в альвеолярном воздухе устанавливается концентрация углекислого газа в диапазоне 5-6% в зависимости от избранной величины дополнительного объема "мертвого" пространства.

Значение обтекателей для создания эффективной концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе было доказано экспериментально. Для этого использовали два устройства, увеличивающие объем "мертвого" пространства. Один из них - заявляемой конструкции с обтекателями, другой без них. Дыхание через устройства проводилось в течение одной минуты. Для забора альвеолярного воздуха использовали трубку Пристли. Газоанализ проводили на аппарате Spirolyt-2 (Германия). Результаты эксперимента представлены в таблице (фиг.3). Из таблицы видно, что устройство с обтекателями создает значимо большую концентрацию углекислого газа в альвеолярном воздухе по сравнению с устройством без обтекателей. Это связанно с тем, что обтекатели обеспечивают снижение турбулентности и перемешивания потока выдыхаемой газовой смеси, что ведет к лучшему расслоению газовой смеси на порции и повышению альвеолярной концентрации углекислого газа.

Пример использования заявляемого устройства.

Больной С. , 55 лет, после проведения инструктажа и 5-минутного отдыха производил дыхание через устройство для создания гипоксической гиперкапнии в течение одной минуты, последовательно с дополнительным объемом "мертвого" пространства 500 мл, 1000 мл, 1500 мл. Исходная концентрация СO₂ в альвеолярном воздухе составила 3,9%. При использовании ДОМП 500 мл - 4,5%; 1000 мл - 5,1%; 1500 мл - 5,6%.

Далее исследовали динамику увеличения концентрации СO₂ в альвеолярном воздухе с использованием ДОМП - 1500 мл в течение двух минут фиг.4. Концентрация СO₂ значимо повышалась на первой минуте дыхания через устройство и далее достоверно не изменялась.

Таким образом, преимущества устройства заключаются в следующем.

1. Наличие механизма изменения объема лабиринтных каналов позволяет достигнуть плавной регулировки концентрации CO₂ в альвеолярном воздухе.

2. Наличие в лабиринтных каналах обтекателей позволяет максимально расслоить поток выдыхаемой газовой смеси, снизить турбулентность и тем самым повысить концентрацию углекислого газа в альвеолярном воздухе.

3. Устройство имеет простую конструкцию, легко обрабатывается дезинфицирующими средствами.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, неврологии и пульмонологии, и может быть использовано для изучения реакции организма на дозированную гипоксическую гиперкапнию, а также для проведения гиперкапнических тренировок, направленных на увеличение сопротивляемости организма к неблагоприятным стрессорным факторам. Устройство содержит лабиринтные каналы, выполненные в виде перегородок с возможностью перемещения относительно друг друга, что позволяет изменять дополнительный объем "мертвого" пространства и соответственно концентрацию газов в альвеолярном воздухе. В лабиринтных каналах установлены обтекатели, снижающие турбулентность выдыхаемого воздуха и улучшающие его расслоение на порции, что позволяет увеличить в альвеолярном воздухе концентрацию углекислого газа и дефицита кислорода. Технический результат состоит в обеспечении дозирования концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе. 4 ил.

Устройство для создания гипоксической гиперкапнии, включающее корпус с емкостью “мертвого” пространства в виде параллельно расположенных лабиринтных каналов, загубник и трубку, отличающееся тем, что внутри корпуса установлены поперечные пластины, на которых закреплены подвижные перегородки, имеющие возможность смещаться относительно фиксированных перегородок при помощи рукояток, а в лабиринтных каналах размещены обтекатели, фиксированные к подвижным перегородкам.