Ингалятор Фролова Советский патент 1993 года по МПК A61M15/02 

Изобретение относитсл к области здравоохранения, в частности к лечебным средствам, связанным с введением лекарственных веществ при ингаляции, и может использоваться также для проведения лечебного дыхания, повышающего содержание углекислого газа в крови, ив качестве тренажера.

Й3 вге;стен ингалятор, содержащий ре- зервуЪ р для жидкости, подводящую трубку с воронкой, камеру разбрызгивания.

Недостатком известного устройства является слабое разбрызгивание ингалируе- мрго вещества и недостаточная мощность вдыхаемого воздушнокапельного потока, а также недостаточная эффективность насыщения воздуха ингалируемым веществом.

Наиболее близким является ингалятор, представляющий собой наружный сосуд, в котором коаксиально расположена трубка, представляющая собой аэрозольную камеру. На боковой поверхности нижнего конца трубки выполнены отверстия для прохода ингалируемого вещества и воздуха.

Недостатком прототипа является низкая эффективность насыщения воздуха ингалируемым веществом, поскольку область образования аэрозоля формируется в при- стеночной зоне, причем в основном в верхней части щелевых отверстий, расположенных на стенках камеры-трубы. Это подтверждается и тем, что для усиления эффекта предложено ввести зубчатую вставку или зубчатый венец, Однако вставка (венец) не изменяет пристеночного характера образования аэрозоля и усложняет конструкцию, Кроме того, расположение отверстий на боковой поверхности требует сравнительного высокого уровня ингаляционной жидкости, что увеличивает сопротивление при выдохе, и поэтому для такой конструкции предусмотрен обратный клапан, снижающий при выдохе аэродинамическое сопротивление. Наличие обратного клапана ограничивает возможности использования ингалятора для выполнения допол- нительных функций помимо ввода лекарственных веществ в дыхательный тракт.

Цель изобретения - повышение эффективности насыщения воздуха ингалируемым веществом и -расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в ингаляторе, содержащем, как и известный, наружный сосуд, коаксиально установленную внутри него аэрозольную камеру с отверстиями на нижнем конце для подачи ингалируемого вещества и дыхательную трубку, аэрозольная камера выполнена с

дном, в котором выполнены указанные отверстия, и установлена с зазором относительно дна наружного сосуда.

Для уменьшения вероятности попадапил капель жидкости в дыхательные пути и улучшения азрозолеобразования целесообразно выполнение центральной части дна аэрозольной камеры с радиусом, составляющим 0,2-0,4 от радиуса донной части, не0 перфорированной.

При этом целесообразно сначала от периферии дна повышение плотности расположения отверстий, а затем - понижение ее к центру.

5 с этой же целью целесообразно верхний участок аэрозольной камеры выполнить сужающимся к вводу дыхательной трубки.

Для использования в качестве тренажера ингалятор может быть снабжен дополни0 тельнымнаружным сосудом, охватывающим первый.

Благодаря расположению отверстий в донной части камеры при вдохе весь объем ингаляционной жидкости перемещается в

5 аэрозольную камеру. Воздух барботируется практически по всему сечению камеры, при этом перемешивается, дробится, разбрызгивается и распыляется оесь объем жидкости. Кроме того, малый донный зазор

0 создает предварительное насыщение двигающегося с большой скоростью воздуха аэрозолью, Таким образом, повышается эффективность насыщения воздуха ингалируемым веществом. Кроме того, устройство

5 позволяет осуществлять дыхание через жидкость в обоих тактах вдох-выдох и за счет возвратного дыхания повысить,;при установке дополнительного внешнего сосуда, содержание углекислого газа во вдыхаемом

0 воздухе. Таким образом, предлагаемый ингалятор можно использовать не только для введения лекарственных веществ/но и для тренировки дыхания с одновременно увеличенным сопротивлением на вдохе и выдохе

5 и повышенным содержанием углекислого газа.

На фиг. 1 показан общий вид ингалятора, на фиг. 2 - вариант его использования в качестве тренажера,

0 Ингалятор выполнен следующим образом. Внутри наружного сосуда 1 (фиг.1) коаксиально установлена аэрозольная камера 2. На нижнем конце камеры 2 установлена насадка 3, образующая съемное дно камеры

5 2. Аэрозольная камера 2 установлена с зазором относительно дна наружного сосуда 1, для чего насадка 3 выполнена с выступом

4. фиксирующим величину зазора. В дне аэрозольной камеры выполнены отверстия

5. плотность которых для обеспечения, с

полнительный наружный сосуд 11с крышкой 12, через которую, выведена дыхательная трубка 6. Этим дополнительным сосудом 11 может быть стандартная стеклянная банка.

При дыхании в этом случае процессы аналогичны. Только путь воздуха в ингалятор и обратно осуществляется через сосуд 11 и отверстие в крышке 12, Вследствие возвратного дыхания в сосуде 11 и соответственно во вдыхаемой смеси происходит увеличение содержания углекислого и уменьшение концентрации кислорода, что дает положительный эффект.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый ингалятор при чрезмерной простоте конструкции обеспечивает более высокую степень насыщения воздуха ингалируемым веществом, что повышает лечебный эффект, и обладает более широкими функциональными возможностями - может использоваться в качестве тренажера.

По результатам испытаний во II МОГМИ им.Н.И.Пирогова рекомендовано использование ингалятора в режиме ингаляции, в режиме сопротивления дыханию на вдохе и выдохе, в режиме дыхания в условиях гипер- капнии и умеренной гипоксии. Поэтому ингалятор может найти широкое применение

для лечебных и профилактических целей, а также как спортивный тренажер.

Использование: проведение ингаляционной терапий лекарственными веществами. Сущность изобретения; в ингаляторе аэрозольная камера 2 выполнена с дном 3, в котором расположены отверстия 5 для распыления и расположена с зазором относительно дна сосуда 1. Центральная часть дна 3 аэрозольной камеры 2 может быть выполнена неперфорированной, а в периферийной части дна 3 плотность отверстий может увеличиваться центру; смежной с ней части уменьшаться - к центру. 4 з.п.ф- лы, 2 ил.

Формула изобретения

одной стороны, более эффективно процесса аэрозолеобраэования, ас другой - снижения вероятности попадания капель жидкости в дыхательные пути целесообразно сначала увеличивать- в направлении от периферии, а затем постепенно ее уменьшать к центру, оставляя при этом центральную часть дна неперфорированной. Как показали исследования, для исключения попадания капель в дыхательный тракт размер этой центральной области описывается радиусом 0,2-0,4 радиуса донной части камё- ры 2, Например, 200 малоразмерных отверстий располагаются на равных по площади кольцевых участках с последовательным увеличением; а затем уменьшением от периферии к центру в количествах 60,100,40, а центральный неперфорированный круг имеет, равный 0,3 от радиуса дна камеры. Возврату капель ингалируемого вещества способствует выполнение верхней части аэрозольной камеры 2 сужающейся к месту установки дыхательной трубки 6. Дыхательная трубка б плотно насажена на открытый верхний конец камеры 2. Наружный сосуд 1 сверхузакрыт крышкой 7 с отверстием 8 для сообщения с атмосферой. В сосуд 1 залита ингаляционная жидкость 9, Положение камеры 2 зафиксировано ребрами 10. Между стенками сосуда 1 и аэрозольной камерой 2 образован кольцевой канал, в котором осуществляется циркуляция жидкостной и газовой среды.

Размеры и количество отверстий 5, зазор между дном камеры 2 и сосуда 1 устанавливаются из условия обеспечения высоких распылительных свойств устройст- ва и оптимального его сопрртивления дыханию. Например, может быть количество отверстий 40-200,при сечении каждого 0,2-4 мм2, величина донного зазора - 0,3-2 мм.

Размеры и количество отверстий, величина зазора являются определяющими при работе устройства. Чтобы исключить влияние других факторов на эти процессы отверстие 8 в крышке 7, канал между стенками камеры 2 и сосуда 1, камера 2 и дыхательная трубка б выполнены с сечениями не менее общей площади отверстий дна 3, Учитывая, что по указанным каналам циркулирует в основном воздух их гидродинамическое сопротивление в работающем устройстве при указанных сечениях будет на порядок ниже, чем в зоне донного зазора и донных отверстий камеры 2.

Ингалятор работает следующим образом.

При вдохе ингаляционная жидкость 9, через донный зазор и отверстия 5 донной насадки 3 засасывается в аэрозольную камеру 2, а вслед за жидкостью поступает воздух. Пройдя под отверстиям 5 насадки 3, воздух барботирует через жидкость, находящуюся под разряжением: всасывания, 5 увлекает жидкость вверх, создавая во всем объеме жидкости состояние кипения с многочисленными очагами распыления и раз- брызгивания. При вышеуказанной переменной плотности расположения от10 верстий 5, улучшается распылительная способность устройства, Это достигается за счет увеличения средней скорости воздуха, проходящего через донный зазор, а также за счет интенсификации воздушно-жидкост15 нота обмена во всем объеме аэрозольной камеры 2, усиливающегося за счет вихревого движения потока, поскольку энергия движущегося вверх воздуха в большей степени расходуется на распыление жидкости, а не

0 на трение воздуха и движущееся жидкости в пристеночных областях камеры. Равномерное заполнение всего объема аэрозольной камеры жидкостно-воздушной смесью достигается основном, за счет поднимаю5 щегося через отверстия 5 насадки 3 воздуха, а в центре - за счет струйного действия потока, всасываемого через дыхательную трубку.

Аэрозольно-воздушная смесь поднима0 ется вверх, при этом происходит снижение и выравнивание скоростей в потоке по сечению камеры и осаждение в ней крупных капель жидкости. Через дыхательную трубку б ингаляционный поток поступает к паци5 енту. В дыхательной трубке 6, имеющей значительно меньшее проходное сечение по сравнению с аэрозольной камерой 2, скорость потока многократно возрастает, что способствует осаждению в полости изгиба

0. трубки и в области сужения камеры 2 мелких купель жидкости 9, возвращаемой по стенкам камеры 2 обратно в ингалятор.

При выдохе воздушная смесь через дыхательную трубку 6 поступает обратно в

5 аэрозольную камеру 2, выталкивает через отверстия 5 донной насадки 3 и донный зазор жидкость в пространство между камерой 2 и сосудом 1 и барботируется через слой выталкиваемой жидкости, выходя че0 рез отверстие 8 в крышке 7.

Таким образом дыхание осуществляется с разрежением на вдохе и сопротивлением на выдохе. На вдохе при этом проявляется необходимый для ингаляции

5 эффект образования аэрозольно-ларовоз- душной смеси, причем при высокой степени насыщения воздуха ингалируемым веществом..

Вариант на фиг. 2 отличается от описанного примера тем, что имеется второй,

Фю.г