СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ ЛЕТУЧЕГО АНЕСТЕТИКА Российский патент 2010 года по МПК A61M16/14 

Изобретение относится к области медицины, а более точно касается способа и устройства автоматической подачи летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, такого, как, например, галогенаты типа галотан, десфуран, изофуран, севофлуран, фторотан в кругооборот газонаркотической смеси в дыхательном контуре при ингаляционном наркозе.

Типичный дыхательный контур с кругооборотом газов, предназначенный для работы с летучим (быстро испаряющимся) наркотическим средством - анестетиком, имеющим жидкую фармакологическую форму, и который используют с низким массовым расходом, содержит источник свежего газа (кислорода и/или закиси азота), источник летучего анестетика, трубки линий вдоха и выдоха, два обратных клапана, один из которых находится в линии вдоха, а другой - в линии выдоха, и которые определяют направление потока в дыхательном контуре, шланги вдоха и выдоха пациента, соединенные с соответствующими линиями вдоха и выдоха, мешок с вместимостью, большей, чем объем потока, адсорбер поглощения кислорода, размещенный до мешка в линии выдоха.

Источником летучего анестетика в известных технических решениях является испаритель, который наполняют летучим анестетиком в жидкой фармакологической форме, а полученные при его испарении пары затягиваются потоком свежего газа (кислорода), протекающего через испаритель, в дыхательный контур (А.И.Трушин, В.М.Юревич. Аппараты ингаляционного наркоза. М., Медицина, 1989 г., стр.3-5).

Известен традиционный способ автоматического управления подводом малого переменного потока летучего наркотического анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, такого, как, например, галотан, десфуран, изофуран, севофлуран и т.п., в закрытый кругооборот газов в дыхательном контуре при ингаляционном наркозе, который включает смешение свежего кислорода и паров этого анестетика, испаренного в испарителе, перед введением в пациента, устанавливают скорость вентиляции пациента, поток свежего газа и набирают анестетик с открытием потока свежего воздуха (там же).

Известен способ автоматического управления подводом изменчивых газообразных анестетиков к закрытому кругообороту низкого потока газонаркотической смеси при наркозе (патент США 6523537 B1, A61M 16/00, 2003).

Способ включает стадию смешения свежего газа-носителя и изменчивого газообразного анестетика перед введением газонаркотической смеси пациенту. Для смешения задают (устанавливают) скорость вентиляции пациента, автоматически устанавливают поток свежего газа как 10% вентиляции, определяют доли (%), которые вдыхает и выдыхает пациент, обезболивающего вещества, устанавливают соответствующую долю набора анестетика от потока свежего газа расчетным путем и набирают анестетик открытием отверстия испарителя (а не потоком свежего газа), в соответствии с расчетной моделью.

Известное техническое решение использует расчетную модель и набор анестетика на ее основе с использованием технических средств для дозирования газообразной (паровой) формы летучего анестетика, в то время как газообразной фармакологической формы летучего анестетика нет.

Известные технические решения требуют первоначально, до дозирования, перевести летучий анестетик из жидкой фазы в газообразную. Однако общеизвестно, что дозирование газа в малых объемах менее точно, чем дозирование жидкости из-за большей, чем жидкости, зависимости параметров газа от внешних факторов и погрешностей используемых при дозировании приборов.

В основу изобретения положена задача создания способа и устройства автоматической подачи летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, подводимого малым количеством при ингаляционном наркозе, позволяющих повысить точность дозирования летучего анестетика за счет дозирования малого количества летучего анестетика в жидкой фазе и газовой фазы по времени.

Поставленная задача решается тем, что в способе автоматической подачи летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму и подводимого малым количеством при ингаляционном наркозе, включающем расчет величины подачи и подачу летучего анестетика в поток свежего газа с образованием газонаркотической смеси перед введением ее в пациента, величину подачи летучего анестетика рассчитывают как дозу жидкой фармакологической формы анестетика, при испарении обеспечивающей требуемую объемную концентрацию его паров в газонаркотической смеси, по формуле: Q=M·C·V/(22400·γ·100%), где Q - доза подачи жидкой фармакологической формы летучего анестетика, см³/мин. М - молекулярный вес подаваемого летучего анестетика, г, V - текущий расход свежего газа, мл/мин, С - требуемая объемная концентрация паров летучего анестетика, %, 22400 - объем грамм-молекулы испарившегося летучего анестетика при нормальных условиях, мл, γ - плотность жидкой фармакологической формы летучего анестетика, г/см³, поток свежего газа с расходом на уровне максимально необходимого при ингаляционном наркозе преобразуют в импульсный и устанавливают текущий расход частотой следования импульсов, и в установленный поток впрыскивают рассчитанную дозу жидкой фармакологической формы летучего анестетика.

Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для подачи газонаркотической смеси при ингаляционном наркозе, содержащем собственные линии для каждого газового компонента ингаляционного наркоза и устройство ввода летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, соединенные выходами для смешения газов и паров летучего анестетика, вычислительное устройство, задатчик объемной концентрации паров летучего анестетика, подключенный к вычислительному устройству, устройство ввода летучего анестетика содержит дозатор, выполненный в виде шприца с переходником, расположенным в рабочем положении в зоне смешения, и с уплотненным поршнем, привод, который связан выходом со штоком поршня через датчик касания, а входом с вычислительным устройством для дозирования жидкой фармакологической формы в количестве, обеспечивающем требуемую объемную концентрацию паров летучего анестетика, перемещением поршня, и дополнительно содержит задатчик газового потока, причем задатчик выполнен в виде таймера, связанного с вычислительным устройством, а каждая линия снабжена последовательно установленными по ходу потока стабилизатором расхода и регулирующим органом в виде электромагнитного клапана, связанного входом с задатчиком газового потока.

Целесообразно в качестве привода дозатор использовать шаговый двигатель.

Целесообразно также, чтобы дозатор имел бы объем, обеспечивающий количество летучего анестетика в жидкой фармакологической форме, по меньшей мере покрывающее общую потребность пациента в этом анестетике при ингаляционном наркозе.

Дозатором может быть поршневой дозатор.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием и чертежом, на котором дана принципиальная схема устройства для автоматической подачи летучего анестетика согласно изобретению.

Способ автоматической подачи летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму и подводимого малым количеством при ингаляционном наркозе, согласно изобретению осуществляют следующим образом.

Анестетик в жидкой фармакологической форме размещают в дозаторе. В качестве такого анестетика могут быть применены такие анестетики, как, например, фторотан, галогенаты типа галотан, десфуран, изофуран, севофлуран и др.

Величину подачи летучего анестетика рассчитывают как дозу жидкой фармакологической формы анестетика, при испарении обеспечивающей требуемую объемную концентрацию его паров в газонаркотической смеси.

Расчет основан на том, что грамм-молекула любого химического жидкого вещества при испарении при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра.

Зная молекулярный вес применяемого летучего анестетика и его физическую плотность, для заданного текущего расхода свежего газа и требуемой объемной концентраций паров летучего анестетика, дозу рассчитывают по формуле: Q=M·C·V/(22400·γ·100%), где Q - доза подачи жидкой фармакологической формы летучего анестетика, см³/мин, М - молекулярный вес подаваемого летучего анестетика, г, V - текущий расход свежего газа, мл/мин, С - требуемая объемная концентрация паров летучего анестетика, %, 22400 - объем грамм-молекулы испарившегося летучего анестетика при нормальных условиях, мл, γ - плотность жидкой фармакологической формы подаваемого летучего анестетика, г/см³.

Например, для фторотана, у которого М=197,5 г, γ=1,86 г/см³ при задаваемых V=1000 мл/мин, С=1%, расчетная доза Q составит 0,0474 см³/мин.

Рассчитанную дозу анестетика в жидкой фармакологической форме впрыскивают дозатором в свежий газ.

Подачу потока свежего газа, согласно изобретению, осуществляют следующим образом.

Создают поток свежего газа с расходом на уровне максимально необходимого при ингаляционном наркозе, преобразуют его в импульсный и устанавливают текущий расход частотой следования импульсов.

В установленный поток впрыскивают рассчитанную дозу жидкой фармакологической формы летучего анестетика.

При впрыскивании летучий анестетик испаряется и смешивается со свежим газом с образованием парогазовой смеси, которая поступает в дыхательный контур.

Лучший вариант устройства для реализации способа, согласно изобретению, представлен на чертеже и содержит линии подвода для каждого газового компонента ингаляционного наркоза, например линию 1 для подвода свежего кислорода и линию 2 для подвода закиси азота, задатчик 4 объемной концентрации паров летучего анестетика, задатчик 5 газового потока, вычислительное устройство 6, связанное входом с задачиками 4 и 5.

Каждая линия снабжена последовательно установленными по ходу потока стабилизатором 7 расхода и регулирующим органом 8 в виде электромагнитного клапана.

Задатчик 5 выполнен в виде таймера для формирования воздействия по времени на регулирующий орган 8. Один выход задатчика 5 связан с регулирующими органами 8, а второй - с вычислительным устройством 6.

Устройство ввода летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, содержит дозатор 3, выполненный в виде шприца с уплотненным поршнем и переходником 9. Дозатор снабжен приводом 12, который связан со штоком 10 поршня через датчик 11 касания посредством, например, пары 13 «винт-гайка» и с задатчиком 4 объемной концентрации паров летучего анестетика через вычислительное устройство 6.

В качестве дозатора 3 может быть использован поршневой дозатор.

В качестве привода 12 может быть использован шаговый двигатель.

Шприц дозатора 3 имеет объем для размещения летучего анестетика в жидкой фармакологической форме в объеме, по меньшей мере покрывающем общую потребность пациента в летучем анестетике при ингаляционном наркозе.

Переходник 9, расположенный в противоположном от штока конце шприца дозатора 3, в рабочем положении расположен в зоне 14 смешения газов и паров летучего анестетика. Зона 14 для улучшения смешения может быть выполнена в виде камеры. Образовавшаяся газонаркотическая смесь поступает в дыхательный контур.

Устройство работает следующим образом.

Летучий анестетик в жидкой фармакологической форме набирают в шприц дозатора 3 и размещают переходник 9 в зоне 14.

Стабилизатор 7 устанавливают на уровень расхода свежих газов максимально возможного для пациента при ингаляционном наркозе для каждой линии соответственно.

При ингаляционном наркозе сигналы с выхода задатчика 4 и 5, соответствующие заданным значениям требуемой объемной концентрации паров летучего анестетика и текущего расхода свежего газа, поступают в вычислительное устройство 6, а с выхода задатчика 5 сигнал дополнительно поступает на электромагнитный клапан 8.

Вычислительное устройство 6 по этим и введенным данным параметров анестетика рассчитывает по формуле Q=M·C·V/(22400·γ·100%) дозу подачи жидкой фармакологической формы летучего анестетика и соответствующий ей угол поворота и число шагов шагового двигателя, необходимых для впрыска рассчитанной дозы, и выдает сигнал на шаговый двигатель 12. Шаговый двигатель 12 посредством пары 13 перемещает датчик 11 касания. При фиксации касания датчиком 11 пара 13 переходит из ускоренного движения вперед в рабочий режим и толкает шток 10. При толчке через переходник 9 порция жидкого летучего анестетика впрыскивается в зону 14.

При поступлении сигнала таймера 5 электромагнитный клапан 8, имеющий регулирующий орган запорного типа, преобразует поток свежего газа, стабилизированного устройством 7 на уровне максимально необходимого при ингаляционном наркозе, в импульсный и устанавливает текущий расход свежего газа по частоте следования импульсов.

При впрыскивании порция жидкого летучего анестетика испаряется, образовавшиеся пары анестетика смешиваются с газом с образованием газонаркотической смеси, которая далее затягивается в дыхательный контур.

Изобретения относятся к медицине, а именно к анестезиологии, и могут быть использованы при необходимости проведения ингаляционного наркоза. Для этого осуществляют автоматическую подачу малым количеством летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму. Автоматическую подачу проводят посредством устройства, содержащего линии для каждого газового компонента и устройство ввода указанного анестетика, соединенные выходами для смешения газов и паров анестетика, вычислительное устройство, задатчик объемной концентрации паров летучего анестетика, подключенный к вычислительному устройству. Вычислительное устройство выполнено с возможностью расчета дозы анестетика при испарении, обеспечивающей требуемую объемную концентрацию его паров в газонаркотической смеси по формуле: Q=M·C·V/(22400·γ·100%), где Q - доза анестетика, см³/мин, М - молекулярный вес подаваемого анестетика, г, V - текущий расход свежего газа, мл/мин, С - требуемая объемная концентрация паров анестетика, %, 22400 - объем грамм-молекулы испарившегося анестетика при нормальных условиях, мл, γ - плотность указанного анестетика, г/см³. При этом поток свежего газа с расходом на уровне максимально необходимого при ингаляционном наркозе преобразуют в импульсный и устанавливают текущий расход частотой следования импульсов. В установленный поток впрыскивают рассчитанную дозу анестетика. Изобретения позволяют обеспечить адекватную ингаляционную анестезию за счет повышения точности дозирования летучего анестетика. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ автоматической подачи летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, и подводимого малым количеством при ингаляционном наркозе, включающий расчет величины подачи и подачу летучего анестетика в поток свежего газа с образованием газо-наркотической смеси перед введением ее в пациента, отличающийся тем, что величину подачи летучего анестетика рассчитывают как дозу жидкой фармакологической формы анестетика, при испарении обеспечивающей требуемую объемную концентрацию его паров в газо-наркотической смеси, по формуле Q=M·C·V/(22400·γ·100%), где Q - доза подачи жидкой фармакологической формы летучего анестетика, см³/мин; М - молекулярный вес подаваемого летучего анестетика, г; V - текущий расход свежего газа, мл/мин; С - требуемая объемная концентрация паров летучего анестетика, %; 22400 - объем грамм-молекулы испарившегося летучего анестетика при нормальных условиях, мл; γ - плотность жидкой фармакологической формы подаваемого летучего анестетика, г/см³, поток свежего газа с расходом на уровне максимально необходимого при ингаляционном наркозе преобразуют в импульсный и устанавливают текущий расход частотой следования импульсов и в установленный поток впрыскивают рассчитанную дозу жидкой фармакологической формы летучего анестетика.

2. Устройство для автоматической подачи летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, и подводимого малым количеством при ингаляционном наркозе, содержащее собственные линии для каждого газового компонента ингаляционного наркоза и устройство ввода летучего анестетика, имеющего жидкую фармакологическую форму, соединенные выходами для смешения газов и паров летучего анестетика, вычислительное устройство, задатчик объемной концентрации паров летучего анестетика, подключенный к вычислительному устройству, отличающееся тем, что устройство ввода летучего анестетика содержит поршневой дозатор, выход которого соединен с дыхательным контуром пациента, привод, который связан со штоком поршня через датчик касания, линия газового компонента снабжена последовательно установленными по ходу потока стабилизатором расхода и регулирующим органом в виде электромагнитного клапана, который для создания текущего расхода свежего газа связан с задатчиком газового потока, выполненным в виде таймера, и вместе с задатчиком объемной концентрации паров летучего анестетика подключен к вычислительному устройству, выполненному с возможностью выбирать дозу жидкой фармакологической формы анестетика по формуле Q=M·C·V/(22400·γ·100%), где Q - доза подачи жидкой фармакологической формы летучего анестетика, см³/мин; М - молекулярный вес подаваемого летучего анестетика, г; V - текущий расход свежего газа, мл/мин; С - требуемая объемная концентрация паров летучего анестетика, %; 22400 - объем грамм-молекулы испарившегося летучего анестетика при нормальных условиях, мл; γ - плотность жидкой фармакологической формы подаваемого летучего анестетика, г/см³.