УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ РЕСПИРАТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ И УСИЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ Российский патент 2017 года по МПК A61M16/16 

Область техники

Изобретение относится к устройству для улучшения функции легких при лечении респираторных заболеваний и/или при усилении функции легких, содержащему по меньшей мере первый газовый канал для ингаляции, корпус и образованное в корпусе пространство для жидкости. Изобретение относится также к способу для оперирования газовыми потоками в устройстве, содержащем по меньшей мере первый газовый канал для ингаляции, корпус и образованное в корпусе пространство для жидкости.

Уровень техники

Возникновение различных аллергий и инфекций респираторного тракта в последние годы значительно участилось. Это легко объяснить тем, что к пациентам с респираторными заболеваниями непрерывно применяют лечение посредством фармакотерапии и повторных курсов антибиотиков. Такие методы могут иметь негативные эффекты и создавать новые проблемы. Слизь, выделяющаяся при бронхите и различных инфекциях, легко задерживается в испытавших обструкцию мелких бронхах и легочных альвеолах, вызывая укорачивание дыхания. Поэтому на практике трудно получить сильный эффект вдыхаемых лекарств именно в тех областях органов дыхания, которые реально нуждаются в терапии.

При обструктивных легочных заболеваниях, таких как астма и хроническая обструктивная болезнь легких, обструкция дыхательных путей ограничивает поток воздуха при сильном выдохе. Обструкция бронхов при астме является результатом воспаления, а при хронической обструктивной болезни легких ее симптомы обусловлены длительным воспалением и обструкцией легочных альвеол, а также результирующим повышением жесткости грудной клетки. Симптомы обструктивных болезней легких включают укороченное дыхание и слизь в дыхательных путях. При этом симптомы могут усиливаться из-за напряжения грудных мышц вследствие заболевания. При этом в случае острых инфекций респираторного тракта в бронхах пациентов легко могут возникнуть раздражение и воспаление. При инфекциях респираторного тракта кашель выводит слизь и заставляет ее подняться от бронхов вверх. У пациентов с астматическими симптомами респираторного тракта инфекция вызывает сжатие бронхов и тем самым укороченность дыхания; в результате слизь не может в достаточной степени удаляться при кашле. Поэтому она накапливается в респираторном тракте и увеличивает риск заболевания, например пневмонии.

В качестве нефармакологических средств при лечении легочных заболеваний и инфекций респираторного тракта в домашних условиях применялось дутье в бутылку и паровая ингаляция. В первом случае пациент дует через шланг в бутылку с водой. Такое затрудняемое дутье выводит слизь и открывает бронхи. Паровая ингаляция, в свою очередь, увлажняет бронхи и делает выделяемую слизь более текучей.

Легочные заболевания увеличивают нагрузку на сердце и обостряют заболевания, связанные с сердцем, например появление аритмий (в частности мерцательной аритмии).

При лечении респираторных заболеваний и аллергий для подачи водяного пара в легкие посредством ингаляции применялись различные ингаляторы. Однако подобные устройства и соответствующие им способы могли иметь тот недостаток, что температура водяного пара, который нужно вдыхать, оказывалась слишком высокой, что могло привести к повреждению органов дыхания и создать риск ожога. Кроме того, если цель состояла в использовании водяного пара для переноса к легким лекарства, только его часть достигала легких, потому что основная часть водяного пара не вдыхается, а испаряется в окружающий воздух.

В WO 02/092157 описан портативный медицинский увлажнитель газа, который может использоваться с портативными источниками кислорода или других дыхательных газов. Устройство состоит из емкости для воды и подводов от источника дыхательного воздуха (или другого газа) к дыхательному устройству пациента. При подсоединении указанного источника весь дыхательный воздух (или газ) постепенно проходит через емкость и становится "увлажненным". Устройство предназначено для увлажнения воздуха, вдыхаемого пациентом. Увлажнение обеспечивается подачей сжатого кислорода из верхней части устройства внутрь емкости с водой, так что кислород проходит к дну емкости и образует пузырьки, что позволяет получить увлажненный кислород, вдыхаемый пациентом. Приложение к кислороду давления облегчает пациенту процесс ингаляции, поскольку использование устройства уменьшает сопротивление ингаляции в случае, когда легочные альвеолы пациента не являются эффективно открытыми.

В CN 2297204 Y описан аппарат для тренировки восстановления дыхания, который состоит из контейнера и дыхательной трубки, сообщающейся с контейнером. В контейнере имеется перегородка, разделяющая его на камеру вдыхаемого воздуха и камеру выдыхаемого воздуха. Камеры снабжены соответствующими трубками для регулирования давления воздуха на входе и на выходе из контейнера. Дыхательная трубка в сочетании с трубками для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (в которых имеются обратные клапаны) имеет форму перевернутой буквы Y. Данный аппарат снабжен управляющими средствами, обеспечивающими три функции: вдыхания, выдыхания и сочетания вдыхания и выдыхания. Давление в камере вдыхаемого воздуха создается внешним источником давления. Таким образом, это устройство неспособно использовать давление выдыхаемого воздуха в процессе функционирования устройства. Кроме того, в устройстве по CN 2297204 Y не достигается полезный результат, состоящий в более эффективном открывании легочных альвеол пользователя, что улучшает легкие и повышает эффективность ингаляции.

В GB 1332382 описано устройство, которое можно настраивать на функционирование как увлажнитель или аэрозольный ингалятор. Устройство содержит камеру, корпус клапана, а также верхнюю и нижнюю трубки, сообщающиеся с полостью, образованной в корпусе клапана. Нижняя трубка сообщается также с камерой. Устройство дополнительно содержит золотник, введенный в полость, чтобы сформировать вместе с корпусом клапанную камеру. Когда устройство используется как увлажнитель, золотник находится в положении, в котором его каналы сообщаются с верхней и нижней трубками, чтобы воздух или кислород мог проходить от верхней трубки через воду в камере к нижней трубке и далее к пациенту через выходную трубку для газа. Когда же устройство используется как аэрозольный ингалятор, канал золотника сообщается только с верхней трубкой, так что газ может проходить от верхней трубки через отверстие в клапанную камеру, а вода может проходить от нижней трубки в клапанную камеру по соответствующей канавке. При этом движение газа через отверстие создает вакуум в клапанной камере, так что вода всасывается в камеру, распыляясь на мелкие капли с образованием аэрозоля, который проходит через указанное отверстие и выходную трубку к пациенту. Устройство по GB 1332382 может использоваться только в процедуре ингаляции.

Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на устранение отмеченных выше недостатков и на создание улучшенного устройства для лечения респираторных заболеваний. Изобретение использует затрудняемый выдох и в сочетании с ним паровую ингаляцию, объединенные в единый функциональный процесс, различные стадии которого поддерживают одна другую. Выдыхание с сопротивлением весьма эффективно для открывания особенно мелких бронхов в нижней части легких, причем оно активирует мышцы, расположенные между ребрами, за счет увеличения объема дыхательных путей. Как результат, на стадии ингаляции обеспечивается лучшая достигаемость влажным паром мелких бронхов, причем он одновременно разжижает слизь и тем самым облегчает ее удаление. Таким образом, изобретение основано на идее использовать устройство при выдыхании и ингаляции таким образом, что перед осуществлением ингаляции устройство используется для создания сопротивления потоку при выдохе. Как результат, становится возможным, например, обеспечить открывание легочных альвеол и тем самым улучшить доступ к ним для влажного пара, попадающего в легкие на стадии ингаляции. Благодаря этому может быть резко увеличена эффективность воздействия на легкие лекарства или другого активного агента, которое (который) может поступить вместе с паром. Более конкретно устройство согласно изобретению, в первую очередь, характеризуется тем, что дополнительно содержит:

- второй газовый канал, сообщающийся с корпусом;

- пространство для пара, сконфигурированное для приема пара, образующегося в пространстве для жидкости, причем первый газовый канал сообщается с пространством для пара;

- средство для переноса по второму газовому каналу в корпус потока выдыхаемого газа из пространства, наружного по отношению к устройству;

- средство для создания сопротивления потоку выдыхаемого газа, текущему по второму газовому каналу, и

- средство для переноса потока газа во время ингаляции из пространства для пара по первому газовому каналу в наружное пространство.

Способ согласно изобретению, в первую очередь, характеризуется тем, что осуществляется посредством устройства, которое дополнительно содержит второй газовый канал, сообщающийся с корпусом, и пространство для пара. Данный способ включает:

- перенос потока газа по второму газовому каналу в корпус устройства;

- создание сопротивления потоку выдыхаемого газа, текущего по второму газовому каналу;

- повышение давления в пространстве для жидкости;

- прием пара, образовавшегося в пространстве для жидкости в результате повышения давления, в пространстве для пара;

- перенос потока газа из пространства для пара по первому газовому каналу в наружное пространство.

При использовании устройства и способа согласно изобретению становится возможным повысить эффективность и облегчить лечение определенных респираторных заболеваний и интенсифицировать функции легких. Появляется также возможность сократить применение кортизона и других препаратов для лечения легких или вообще избежать их применения. Кроме того, с помощью устройства согласно изобретению может быть повышена эффективность ингалируемых легочных лекарств (эффективность применяемых в настоящее время ингалируемых легочных лекарств составляет примерно 40-60%).

При обычном вдохе диафрагма и наружные реберные мышцы сжимаются, а при свободном выдохе дыхательные мышцы расслабляются, и воздух выходит по мере возвращения мышц из растянутого состояния в состояние отдыха. При сильном выдохе используются абдоминальные и внутренние межреберные мышцы. Как следствие, мелкие бронхи и терминальные бронхиолы сильнее сжимаются в нижних частях легких, чем в их верхних частях.

В числе других применений устройство может быть использовано для усиления функции легких пожилых пациентов и детей. С возрастом грудная клетка становится более жесткой, а дыхание более поверхностным, что создает предрасположенность к пневмониям. Дети с астматическими симптомами ограничивают свою подвижность и привыкают к более поверхностному дыханию. В результате сокращается емкость легких.

Устройство согласно изобретению может использовать собственный респираторный механизм пациента в том числе путем создания желательного сопротивления для легких во время выдоха и ингаляции, так что вынуждены работать даже более мелкие бронхи. В результате может начаться более эффективное выведение из бронхов накопленной слизи и других веществ, чем в случае использования известных решений. В предпочтительных вариантах изобретения во время выдоха воздух вводится в смесь вода/лекарство, в которой в результате повышения давления возникают пузырьки, и образующийся пар поступает в имеющееся в устройстве пространство для воздуха (которое одновременно является пространством для пара). Во время ингаляции соответствующий клапан перекрывает канал, ведущий в жидкость, и открывает пространство для воздуха, в которое через клапан, находящийся над пространством для воздуха, поступает при необходимости нужное количество заменяющего воздуха. Заменяющий воздух проходит сквозь смесь пар/лекарство, присутствующее в пространстве для воздуха, к нижней части этого пространства, смешиваясь при этом с паровой смесью. На стадии ингаляции часть парообразной смеси кислород/лекарство, образовавшейся в пространстве для воздуха, втягивается в легкие и достигает во время ингаляции наиболее воспаленных зон, в которых мелкие бронхи освобождаются от слизи и открываются. Пар, вдыхаемый в легкие, увлажняет и растворяет слизь, разжижая ее и облегчая ее отведение.

Каждое повторение процедуры может вносить свой вклад в общую эффективность процесса, причем в некоторых случаях даже после 5-10 повторений основная часть лекарства перейдет из жидкости в пространство для пара и поступит в легкие.

Пациент, использующий устройство согласно изобретению, дует как при обычном выдохе, например, непосредственно в жидкость или, преодолевая сопротивление, через дросселирующее сужение. В результате давление в бронхах повышается, поскольку абдоминальные и внутренние межреберные мышцы сокращаются. При этом мелкие бронхи и альвеолы в нижней части легких сжимаются сильнее других. Это может способствовать удалению слизи из нижней части легких и снижению риска пневмонии. Кроме того, с помощью данного устройства пациент может вдыхать теплый пар, к которому для лечения бронхов можно добавить соль или лекарство. Соленый водяной пар действует так же, как физиологический солевой раствор (0,9% NaCl), т.е. он промывает раздраженные бронхи и увлажняет образовавшуюся слизь, делая ее более жидкой и легче удаляемой. Устройство может повысить эффективность нефармакологического лечения в случае инфекции респираторного тракта и уменьшить риск пневмонии, особенно у пациентов с астматическими симптомами. Кроме того, выдох с сопротивлением активирует и усиливает абдоминальные и межреберные мышцы, участвующие в дыхании, и может улучшить упругость грудной клетки и дыхание. Межреберные мышцы особенно сильно сжимаются при обструктивных легочных заболеваниях, таких как астма и хроническая обструктивная болезнь легких, и частично поэтому грудная клетка становится более жесткой. Далее, вдыхание пара может усилить эффект устройства в части промывания дыхательных путей и удаления слизи, особенно в случае инфекции.

Краткое описание графических материалов

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 представлено в перспективном изображении устройство согласно предпочтительному варианту изобретения.

На фиг. 2 устройство согласно варианту по фиг. 1 представлено в разрезе вертикальной плоскостью.

На фиг. 3а, 3b иллюстрируется функция газовых каналов на различных стадиях дыхания.

На фиг. 4 иллюстрируется альтернативная схема клапана для направления потоков воздуха на различных функциональных этапах работы устройства.

На фиг. 5 иллюстрируется альтернативное выполнение газовых каналов в устройстве.

На фиг. 6 представлено в уменьшенном масштабе, в разрезе вертикальной плоскостью устройство согласно второму предпочтительному варианту изобретения.

На фиг. 7 представлено в уменьшенном масштабе, в разрезе вертикальной плоскостью устройство согласно третьему предпочтительному варианту изобретения.

На фиг. 8 представлено в разрезе вертикальной плоскостью устройство согласно четвертому предпочтительному варианту изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 представлено устройство согласно предпочтительному варианту изобретения в перспективном изображении, на фиг. 2 - в разрезе вертикальной плоскостью. Устройство 1 содержит корпус 2, внутренний объем которого образует пространство 3 для жидкости, такой как вода. Корпус 2 желательно сделать частично или полностью термоизолированным, чтобы уменьшить теплопотери. Над пространством 3 для жидкости находится пространство 4 для пара, в которое может поступать пар, поднимающийся из жидкости. В устройстве 1 имеется также первый газовый канал 5, который может быть использован по меньшей мере в процедуре ингаляции для направления потока воздуха ко рту и далее к легким человека, нуждающегося в лечении. С первым газовым каналом 5 связан первый клапан 6, с помощью которого (как это будет описано далее) можно регулировать или (если потребуется), по существу, полностью перекрыть поток воздуха в первом газовом канале 5. Данный канал выведен в пространство 4 для пара, причем так, что один конец 5а этого канала расположен выше уровня жидкости, даже когда пространство 3 для жидкости полностью заполнено ею. Этот уровень проиллюстрирован штриховой линией 18; очевидно, однако, что уровень жидкости в разных ситуациях может быть различным.

Хотя в этом контексте пространство 3 для жидкости и пространство 4 для пара упоминаются по отдельности, их необязательно конструктивно отделять одно от другого. В любом случае эти пространства образованы во внутреннем объеме корпуса 2, так что термин "пространство для жидкости" может обозначать ту часть внутреннего объема, которая в данный момент заполнена жидкостью, и соответственно термин "пространство для пара" может обозначать ту часть внутреннего объема, в которую пар может выходить из жидкости.

Стенка корпуса 2 в зоне пространства 3 для жидкости может иметь прозрачную секцию 15 (окно), через которое можно видеть уровень жидкости в пространстве 3 для жидкости. Возможность видеть данное пространство снаружи устройства 1 может среди прочего облегчить заполнение пространства 3 для жидкости, позволяя заметить, когда оно окажется заполненным требуемым количеством жидкости.

У устройства 1 может иметься также крышка 12, через которую можно заливать жидкость, такую как вода, в пространство 3 для жидкости. Крышка 12 может довольно плотно фиксироваться на корпусе 2, чтобы при использовании устройства 1 внутри корпуса мог поддерживаться достаточно высокий уровень давления.

Желательно снабдить корпус 2 или крышку 12 клапаном 19 замещения воздуха, через который в процессе ингаляции во внутренний объем корпуса может поступать замещающий воздух.

Устройство 1 имеет также второй газовый канал 7 для переноса выдыхаемого воздуха в устройство 1. Со вторым газовым каналом 7 связан второй клапан 8, с помощью которого (как это будет описано далее) можно регулировать или (если потребуется), по существу, полностью перекрыть поток воздуха во втором газовом канале 7. Данный канал выведен в пространство 3 для жидкости, причем так, что один конец 7а этого канала расположен под поверхностью жидкости, когда пространство 3 для жидкости полностью заполнено ею. В этом варианте первый и второй газовые каналы 5, 7 соединены с третьим газовым каналом 9. Этот третий газовый канал может представлять собой мундштук для устройства 1; альтернативно устройство 1 может содержать отдельный мундштук 10, через который проходит третий газовый канал 9.

В некоторых случаях мундштук 10 может быть съемным, так что у каждого пользователя устройством может иметься свой собственный мундштук.

В некоторых вариантах второй газовый канал 7 устройства 1 снабжен регулируемым компонентом для создания сопротивления потоку, таким как дроссель, посредством которого можно по мере необходимости настраивать сопротивление при выдохе. Однако в некоторых ситуациях сопротивление потоку может регулироваться изменением вязкости жидкости в пространстве 3 для жидкости.

В некоторых вариантах первый газовый канал 5 устройства 1 также может быть снабжен регулируемым компонентом для создания сопротивления потоку, таким как дроссель, посредством которого можно по мере необходимости настраивать сопротивление при ингаляции. Вместе с темсопротивление потоку первого газового канала 5 может быть само по себе достаточно большим, чтобы обеспечить требуемое сопротивление при ингаляции. В некоторых случаях нужное сопротивление потоку может быть задано, например, соответствующим выбором площади поперечного сечения газового канала. Если первый и/или второй газовые каналы 5, 7 или их части выполнены в виде трубок, например пластиковых или металлических трубок, требуемый параметр газового канала может быть задан, например, соответствующим выбором диаметра трубки или введением в какую-то часть первого и/или второго газовых каналов 5, 7 трубок малого диаметра.

Далее со ссылками на фиг. 3а и 3b будет описано функционирование устройства по фиг. 1 в лечебных целях. Пространство 3 для жидкости заполняют до заданного уровня жидкостью, такой как вода. Этот уровень желательно выбрать таким, чтобы конец 5а первого газового канала 5 находился выше уровня жидкости, а конец 7а второго газового канала 7 - под поверхностью жидкости. Конец 7а второго газового канала 7 образует отверстие, соединяющее второй газовый канал 7 с пространством 3 для жидкости, так что поток газа, текущий по второму газовому каналу 7, будет направляться в пространство 3 для жидкости, чтобы повысить давление в этом пространстве. Жидкость, подаваемую в пространство для жидкости, предпочтительно нагревают, например, посредством отдельного нагревательного устройства; альтернативно теплая вода подается в пространство для жидкости, например, из крана горячей воды. Целевая температура жидкости в разных ситуациях может быть различной. Однако было установлено, что при лечении респираторных заболеваний температура жидкости не должна соответствовать кипению, составляя, например, не более 60-70°С или даже менее. Поэтому если температура жидкости в процессе ее нагрева станет выше, чем целевая температура, может оказаться необходимым дать жидкости охладиться, прежде чем устройством 1 будет пользоваться человек, нуждающийся в лечении.

Если пространство 3 заполнено подходящим количеством жидкости, имеющей приемлемую температуру, можно начинать лечебную процедуру. Проходящий ее человек помещает мундштук 10 себе в рот и начинает дуть в него. В результате воздух из легких этого человека поступает в третий газовый канал 9, а из него во второй газовый канал 7. На практике воздух может вдуваться и в первый газовый канал 5, но первый клапан 6 в этом канале настроен так, что он предотвращает дальнейшее протекание воздуха по первому газовому каналу 5. Другими словами, первый клапан 6 предотвращает попадание воздуха через первый газовый канал 5 в пространство 4 для пара. В отличие от первого, второй клапан 8 во втором газовом канале 7 настроен так, что он дает возможность выдыхаемому воздуху течь в пространство 3 для жидкости. Жидкость в этом пространстве создает сопротивление потоку, так что человеку приходится дуть сильнее, чтобы выдыхаемый воздух мог пройти в пространство 3 для жидкости. Было обнаружено, что это дает полезный лечебный эффект, поскольку требует усиленной работы мышц, связанных с осуществлением функции легких, а это усиливает данные мышцы в процессе лечения. Кроме того, при наличии явного сопротивления выдоху бронхи открываются более эффективно. Поток воздуха на этой стадии проиллюстрирован на фиг. 3а стрелкой А.

Выдох приводит к тому, что в жидкости, находящейся в пространстве 3 для жидкости, формируются пузырьки и увеличивается давление внутри корпуса, например в пространстве 3 для жидкости. В результате часть жидкости в пространстве 3 для жидкости испаряется (хотя температура жидкости меньше ее точки испарения), а образующийся пар поднимается в пространство 4 для пара. Если пространство 3 для жидкости или пространство 4 для пара содержит лекарство, улучшается также качество доставки лекарства в легкие с вдыхаемым паром. За выдохом следует стадия ингаляции, которая включает следующие процессы в устройстве 1. Когда человек начинает вдох, втягивая воздух через мундштук 10 в свои легкие, и в первом, и во втором газовых каналах 5, 7 создается пониженное давление. В результате второй клапан во втором газовом канале 7 будет закрыт, что предотвратит течение воздуха через второй газовый канал 7 в легкие. Вместо этого открывается первый клапан 6 в первом газовом канале 5, пропуская поток воздуха из пространства 4 для пара через этот канал в легкие. Этот вдыхаемый воздух увлекает с собой пар из пространства 4 для пара; другими словами, устройство функционирует как паровой ингалятор. Поток воздуха на этой стадии проиллюстрирован на фиг. 3b стрелкой В. Поскольку ингаляция следует, по существу, сразу же за выдохом, бронхи не успевают закрыться, что дает значительный эффект и улучшает доступ в легкие пара и лекарств, которые могут в нем содержаться. При этом возможно регулирование сопротивления как вдоху, так и ингаляции, поскольку затрудненность ингаляции также укрепляет легкие и поддерживающие их мышцы.

В описанном выше первом процессе первый и второй клапаны 6, 8 - это клапаны, автоматически управляемые давлением, типа обратных клапанов, посредством которых можно контролируемым и желательным образом управлять потоками воздуха в устройстве 1 согласно изобретению. Допустимо также применение клапанов других типов, обеспечивающих управление потоком воздуха в соответствии с описанным принципом. В качестве примера можно упомянуть клапаны с ручным управлением. Требуемая настройка клапанов может производиться самим пользователем или его помощником (помощницей); в результате на стадии выдоха перекрывается поток воздуха через первый газовый канал 5 и аналогично на стадии ингаляции перекрывается поток воздуха через второй газовый канал 7. В одном варианте первый и второй клапаны 6, 8 могут быть заменены единственным клапаном с затвором (например, в виде заслонки 16, фиг. 4), который может перекрывать первый газовый канал 5 и второй газовый канал 7. Возможна также автоматизация управления клапанами 6, 8, для чего может потребоваться датчик или аналогичный компонент для детектирования того, вдыхает ли человек или выдыхает, чтобы в зависимости от этого осуществлять соответствующее управление работой клапанов 6, 8.

В устройстве 1 по фиг. 1 первый и второй газовые каналы 5, 7 соединены своими концами 5b, 7b с одним газовым каналом, т.е. с третьим газовым каналом 9. Однако устройство 1 согласно изобретению может быть выполнено так, чтобы третий газовый канал 9 был не нужен, а первый и второй газовые каналы 5, 7 вели к мундштуку 10, т.е. второй конец 5b первого газового канала 5 и второй конец 7b второго газового канала 7 находятся в мундштуке. В данном варианте на время пользования устройством человек держит эти концы во рту. При этом второй конец 5b первого газового канала 5 и второй конец 7b второго газового канала 7 расположены рядом друг с другом, предпочтительно один над другим или наискось по отношению друг к другу и взаимно параллельно. В результате вторые концы 5b, 7b обоих газовых каналов попадают в рот пользователя одновременно. Пример описанного варианта представлен на фиг. 5.

В связи с функционированием описанного устройства 1 уже упоминалось, что жидкость нагревают вне устройства 1, например, посредством отдельного нагревателя, такого, например, как кофейник или чайник. Однако изобретение можно осуществить и в варианте, в котором нагрев жидкости производится в самом устройстве 1. Альтернативно устройство 1 может нагреваться снаружи с целью нагрева жидкости в пространстве 3 для жидкости. На фиг. 6 в уменьшенном масштабе, в разрезе представлено устройство 1 согласно другому варианту, содержащее нагревательное средство 11 для нагрева жидкости. Соответственно нагрев жидкости в пространстве 3 для жидкости может производиться этим нагревательным средством. Нагревательное средство 11 может быть реализовано, например, в виде нагревательного резистора, к которому на период нагрева подводится электропитание. Электроэнергия, необходимая для осуществления нагрева, может подводиться, например, с помощью средств 21 для передачи электроэнергии, вмонтированных в дно 2а корпуса. Альтернативно устройство может иметь стационарные электрические провода, которые, когда потребуется произвести нагрев, подключаются к электрическим выводам или преобразователю. Если данные средства для передачи электроэнергии размещены в дне 2а устройства, устройство 1 может содержать основание 17 с соответствующим контактным средством, которое может быть соединено непосредственно или посредством индуктивной связи с указанными средствами для передачи электроэнергии. Специалисту будет понятно, как именно, проводным или беспроводным образом, следует осуществлять подачу электроэнергии, так что в более подробном рассмотрении такой передачи в данном описании нет необходимости.

Устройство 1 предпочтительно содержит также крышку 12, которая может откидываться и/или сниматься, например, чтобы заполнить пространство 3 для жидкости. В крышке 12 или в корпусе 2 может также иметься предохранительный клапан 13, который может предотвращать чрезмерное повышение давления внутри устройства 1. Кроме того, в крышке 12 может быть выполнено отверстие, через которое к жидкости, находящейся в пространстве для жидкости, можно добавлять лекарство или другое вещество. Альтернативно во внутреннем объеме устройства 1, например на внутренней поверхности корпуса, может находиться контейнер или иная емкость, в который (которую) можно помещать лекарство, и оно будет постепенно переноситься оттуда в жидкость, находящуюся в пространстве 3 для жидкости.

Если устройство 1 снабжено нагревательным средством 11 описанного типа для нагрева жидкости, может оказаться необходимым снабдить устройство 1 средством управления (не изображено) для управления процессом нагрева, в том числе чтобы избежать чрезмерного нагрева. С помощью средства управления можно, например, управлять температурой жидкости, обеспечив тем самым возможность использовать жидкости при различных температурах в зависимости от применения.

В предпочтительном варианте нагревательное средство 11 может быть использовано, помимо других целей для дезинфицирования устройства. В этом случае жидкость нагревают до более высокой температуры, чем в ситуации лечения, например до точки кипения (100°С). Это устранит по меньшей мере часть загрязнений, что может повысить безопасность устройства 1 при его использовании для лечения. На время дезинфекции желательно предотвратить применение устройства для лечения. Это условие может быть реализовано, например, установкой первого и второго клапанов 6, 8 в положение, в котором перекрываются потоки воздуха из пространства 3 для жидкости и пространства 4 для пара к мундштуку 10.

Устройство 1 можно также промывать посудомоечной жидкостью либо вручную, либо в посудомоечной машине; могут быть использованы также чистка ультразвуком и другие методы.

Далее будут кратко рассмотрены еще некоторые способы нагрева. Их практическое применение может потребовать учета особенностей различных методов нагрева применительно к конструкции устройства 1, например учета теплостойкости. Один возможный способ нагрева состоит в установке устройства на нагревательный элемент (например на нагревательные панели электроплиты), так что тепло от нагревательного элемента будет передаваться посредством теплопроводности через дно корпуса к жидкости в пространстве 3 для жидкости. Еще один способ предусматривает использование открытого огня для нагрева жидкости. Другая возможность может состоять в применении микроволновой печи, в которую помещают устройство 1. В этом случае устройство 1 не должно содержать материалы, которые могут создавать помехи для функционирования микроволновой печи или которые практически не будут в ней нагреваться. Применимы также способы нагрева, основанные на термохимических процессах. В этой связи следует упомянуть так называемые термокартриджи, которые можно устанавливать на дно устройства с целью его нагрева. Термокартриджи могут быть основаны на использовании, например, ацетата натрия, железной пыли, жженой извести или хлорида алюминия.

В некоторых случаях нагревательные средства устройства 1 могут питаться от батареи. Это позволит использовать устройство в ситуациях, когда отсутствуют какие-либо иные источники электроэнергии.

Устройство 1 можно снабдить также другими средствами автоматизации и управления, например устройствами, информирующими пользователя о возможной потребности в обслуживании, о температуре жидкости и т.д.

В предпочтительном варианте устройство 1 обеспечивает накапливание данных о сеансах лечения в памяти, что позволит осуществлять мониторинг результатов таких сеансов и следить за ходом лечения. Это может оказаться полезным, например, для медперсонала, который будет использовать подобные данные, чтобы убедиться в том, что лечение осуществляется правильным образом и в соответствии с планом.

На фиг. 7 представлено в уменьшенном масштабе, в разрезе вертикальной плоскостью устройство 1 согласно еще одному варианту. Оно содержит средство 14 для повышения давления в пространстве 3 для жидкости. Такое повышение может потребоваться, например, в ситуациях, когда человек, нуждающийся в лечении, не способен достаточно сильно вдувать воздух в устройство 1 при выдохе. Средство 14 для повышения давления содержит, например, поршень 14а или аналогичный элемент, который может перемещаться во внутреннем объеме корпуса, например, в сторону дна 2а и от него. Это перемещение может, например, осуществляться нажатием на шток 14b вниз или вытягиванием штока 14b вверх. Поскольку давление в жидкости, находящейся в пространстве 3 для жидкости, желательно повысить, но при обеспечении выхода образующегося в жидкости пара в пространство 4 для пара, поршень 14а целесообразно снабдить каналами, через которые пар может подниматься в пространство 4 для пара. Хотя такой поршень 14а не будет обеспечивать полную герметизацию, он тем не менее может быть использован с целью повышения давления в пространстве 3 для жидкости. Подобное средство 14 для повышения давления может применяться, например, пользователем устройства или его ассистентом. Нужный уровень давления может быть задан с учетом ощущений пользователя, что позволит избежать создания слишком высокого давления.

На фиг. 8 представлено в уменьшенном масштабе, в разрезе вертикальной плоскостью устройство 1 согласно другому предпочтительному варианту. В этом варианте второй газовый канал 7 снабжен дросселирующим сужением 20 или аналогичным элементом, который способен создать или увеличить сопротивление потоку, изменяющее свойства потока газа во втором газовом канале 7. Таким образом, для человека, использующего устройство, может быть увеличено сопротивление выдоху. Повышенное сопротивление выдоху может повысить эффективность функционирования легких, как это было пояснено выше. В данном варианте выдыхаемый воздух можно подавать из второго канала 7 не непосредственно в пространство 3 для жидкости, а в пространство 4 для пара, находящееся над пространством 3 для жидкости. Другие части устройства 1 могут соответствовать ранее описанным вариантам.

Можно также скомбинировать данный четвертый вариант и некоторые другие варианты. Более конкретно дросселирующее сужение 20 может быть использовано также в устройстве 1, в котором один конец 7а второго газового канала 7 находится в пространстве 3 для жидкости.

В некоторых вариантах для повышения давления в пространстве 3 для жидкости может быть использован источник внешнего давления, такой как компрессор (не изображен).

Устройство 1 согласно изобретению может быть использовано во многих ситуациях с целью облегчить функционирование органов дыхания. Так, устройство 1 применимо при лечении астмы, аллергий респираторного тракта, хронических обструктивных легочных заболеваний, а также других легочных заболеваний, инфекций верхнего отдела респираторного тракта (простуд) и т.д. Устройство 1 согласно изобретению позволит также спортсменам улучшить свои результаты, например, за счет укрепления их дыхательных мышц и усиления функционирования легких, а также за счет удаления вредной слизи и очистки дыхательных путей.

В некоторых случаях устройство 1 согласно изобретению можно применять также для лечения животных. Это может потребовать определенных модификаций конструкции устройства, но принцип его функционирования останется неизменным.

Применение устройства 1 согласно изобретению не ограничивается только лечением заболеваний - оно может быть использовано также для усиления функционирования органов дыхания, например, у певцов или людей, пользующихся речевым вводом. Поскольку устройство пригодно для пользования людьми всех возрастов, например, при лечении кашля и/или простуды, причем оно одновременно улучшает механизм дыхания, устройство может использоваться на протяжении всей жизни человека.

Хотя изобретение было описано применительно к использованию теплой жидкости, например в процессе лечения, в нем можно использовать и холодную жидкость. В некоторых вариантах лечения или иных соответствующих ситуациях может оказаться предпочтительным использовать холодную жидкость, даже жидкость с температурой ниже 0°С. В такой ситуации из пространства для жидкости может выделяться холодный пар, который будет доставляться в легкие пациента на стадии ингаляции.

Следует также отметить, что, хотя в качестве примера потока газа рассматривался воздушный поток, очевидно, что помимо воздуха поток газа, подаваемый в устройство и исходящий из него, может также содержать и другие вещества, отличные от воздуха, например испаренные компоненты лекарств.

Изобретение не ограничивается рассмотренными вариантами и может быть модифицировано без выхода за пределы прилагаемых пунктов формулы.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для улучшения функции легких содержит первый газовый канал для ингаляции, корпус и образованное в корпусе пространство для жидкости. Второй газовый канал сообщается с корпусом и предназначен для переноса выдыхаемого газа в пространство для жидкости. Пространство для пара сконфигурировано для приема пара, образующегося в пространстве для жидкости, а первый газовый канал сообщается с пространством для пара. Мундштук для направления потока воздуха из первого газового канала к пользователю при ингаляции и для приема газа, выдыхаемого пользователем. Средство для переноса по второму газовому каналу в корпус потока выдыхаемого газа из мундштука создает сопротивление потоку выдыхаемого газа, текущему по второму газовому каналу, и повышает давление в пространстве для жидкости и пара. Предохранительный клапан предотвращает чрезмерное повышение давления внутри устройства при выдохе. Клапан замещения воздуха подает в процессе ингаляции замещающий воздух в пространство для пара. Средство для переноса потока газа во время ингаляции из пространства для пара по первому газовому каналу к мундштуку содержит первый клапан для предотвращения попадания газа через первый газовый канал в пространство для пара в процессе ингаляции и для обеспечения поступления воздуха из пространства для пара через первый газовый канал к мундштуку. Средство для переноса потока выдыхаемого газа содержит второй клапан, способный перекрывать поток воздуха во втором газовом канале в процессе ингаляции и обеспечивать возможность выдыхаемому газу течь через второй газовый канал в пространство для жидкости. Раскрыты способ улучшения функции легких посредством устройства и применение устройства или способа для осуществления затрудняемого выдоха и ингаляции. Изобретения обеспечивают совмещение затрудняемого выдоха и паровой ингаляции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство (1) для улучшения функции легких, содержащее первый газовый канал (5) для ингаляции, корпус (2) и образованное в корпусе (2) пространство (3) для жидкости, отличающееся тем, что дополнительно содержит:

- второй газовый канал (7), сообщающийся с корпусом (2) и предназначенный для переноса выдыхаемого газа в указанное пространство (3) для жидкости;

- пространство (4) для пара, сконфигурированное для приема пара, образующегося в пространстве (3) для жидкости, причем первый газовый канал (5) сообщается с пространством (4) для пара;

- мундштук (10) для направления потока воздуха из первого газового канала (5) ко рту пользователя устройством при ингаляции и для приема газа, выдыхаемого пользователем;

- средство (8) для переноса по второму газовому каналу (7) в корпус (2) потока выдыхаемого газа из мундштука (10) с созданием сопротивления потоку выдыхаемого газа, текущему по второму газовому каналу (7), и для повышения давления в пространстве (3) для жидкости и в пространстве (4) для пара;

- предохранительный клапан (13) для предотвращения чрезмерного повышения давления внутри устройства (1) при выдохе;

- клапан (19) замещения воздуха для подачи через него в процессе ингаляции замещающего воздуха в пространство (4) для пара, и

- средство (6), предназначенное для переноса потока газа во время ингаляции из пространства (4) для пара по первому газовому каналу (5) к мундштуку (10) и содержащее первый клапан для предотвращения попадания газа через первый газовый канал (5) в пространство (4) для пара в процессе ингаляции и для обеспечения возможности поступления воздуха из пространства (4) для пара через первый газовый канал (5) к мундштуку (10);

при этом указанное средство (8) для переноса потока выдыхаемого газа содержит второй клапан, способный перекрывать поток воздуха во втором газовом канале (7) в процессе ингаляции и обеспечивать возможность выдыхаемому газу течь через второй газовый канал (7) в пространство (3) для жидкости.

2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что указанное средство (8) для переноса потока выдыхаемого газа содержит средство (7а, 20) для создания сопротивления потоку выдыхаемого газа, имеющее отверстие (7а), которое связывает второй газовый канал (7) с пространством (3) для жидкости, при этом устройство сконфигурировано с возможностью направлять поток газа из второго газового канала (7) в пространство (3) для жидкости с целью повышения давления в указанном пространстве.

3. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что средство (7а, 20) для создания сопротивления потоку выдыхаемого газа снабжено дросселирующим сужением (20).

4. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что каждый из первого и второго клапанов (6, 8) является клапаном, который закрывается пониженным давлением.

5. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагревательные средства (11) для нагрева жидкости в пространстве (3) для жидкости.

6. Устройство (1) по п. 5, отличающееся тем, что нагревательные средства (11) выполнены способными дезинфицировать устройство (1).

7. Устройство (1) по п. 6, отличающееся тем, что содержит средство (6, 8) для прерывания потока воздуха из пространства (3) для жидкости и пространства (4) для пара к мундштуку (10) во время дезинфицирования устройства (1).

8. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит третий газовый канал (9), с которым первый и второй газовые каналы (5), (7) соединены с обеспечением возможности переноса по третьему газовому каналу (9) потока газа из мундштука (10) во второй газовый канал (7) и переноса потока газа из первого газового канала (5) в мундштук (10).

9. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство (14) для повышения давления в пространстве (3) для жидкости.

10. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из первого и второго газовых каналов (5), (7) содержит регулируемое сопротивление потоку.

11. Устройство (1) по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что предназначено для использования при лечении респираторных заболеваний.

12. Способ улучшения функции легких посредством устройства (1), выполненного согласно п. 1, включающий:

- перенос потока газа, выдыхаемого пользователем, через мундштук (10) во второй газовый канал (7) и по указанному каналу (7) в корпус (2) устройства (1);

- создание средством (8) для переноса потока выдыхаемого газа из мундштука (10) сопротивления потоку выдыхаемого газа, текущему по второму газовому каналу (7);

- обеспечение наличия нагретой жидкости в пространстве (3) для жидкости;

- повышение давления в пространстве (3) для жидкости;

- прием, в пространстве (4) для пара, пара, образовавшегося в пространстве (3) для жидкости в результате повышения давления, и

- подачу ко рту пользователя потока газа из пространства (4) для пара по первому газовому каналу (5) и мундштук (10) для осуществления ингаляции пользователем указанного устройства (1).

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что выдыхаемый газ подают по второму газовому каналу (7) в пространство (3) для жидкости с целью повышения давления в указанном пространстве (3) для жидкости.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что повышают сопротивление потоку во втором газовом канале (7) посредством дросселирующего сужения (20).

15. Способ по любому из пп. 12-14, отличающийся тем, что осуществляют управление потоком газа в первом газовом канале (5) посредством первого клапана (6) и потоком газа во втором газовом канале (7) посредством второго клапана (8).

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что поток газа в первом газовом канале (5) ограничивают посредством первого клапана (6), когда газ течет по второму газовому каналу (7), а поток газа во втором газовом канале (7) ограничивают посредством второго клапана (8), когда газ течет по первому газовому каналу (5).

17. Применение устройства, выполненного согласно любому из пп. 1-11, или способа по любому из пп. 12-16 для осуществления затрудняемого выдоха и ингаляции.