Устройство для тренировки дыхания

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для изучения реакции организма на дозированную гипоксическую гиперкапнию, а также лечения сопутствующих заболеваний дыхательных путей. Сущность устройства для тренировки дыхания заключается в том, что лабиринтные каналы выполнены в виде порового пространства насыпного зернистого слоя, жестко закрепленного между сетками и имеющего пропущенный сквозь них эластичный катетер, вход которого расположен под зернистым материалом, а герметичный выход имеет загубник, и корпус снабжен подвижной и неподвижной крышками с отверстиями для поступления порций воздуха. Техническим результатом устройства является упрощение конструкции с возможностью плавного регулирования концентрации углекислого газа. 1 ил., 1 табл.

 

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, тренировки адаптивных систем, подготовки 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 №112692), которое содержит последовательно соединенный корпус с ёмкостью "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:

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 результату является устройство (а.с. №747474), состоящее из прямоугольного корпуса с ёмкостью "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 этого устройства являются:

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

2. Сложность конструкции и неудобство при работе с пробками.

Техническим результат заявляемого устройства является упрощение конструкции, позволяющей создать эффективную концентрацию углекислого газа в альвеолярном воздухе с возможностью ее плавного дозирования.

Технический результат достигается тем, что лабиринтные каналы выполнены в виде перового пространства насыпного зернистого слоя, например, стеклянных шариков, жестко закрепленного между сетками и имеющего пропущенный сквозь него эластичный катетер, вход которого расположен под зернистым материала, а герметичный выход снабжен загубником, причем корпус имеет подвижную и неподвижную крышки с отверстиями для поступления порций воздуха.

Устройство для тренировки дыхания (см. чертеж) состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного из медицинского или пищевого пластика (ИРП 14-01), заполненного зернистым инертным материалом, например стеклянными или фарфоровыми шариками 2 диаметром от 0,3 до 2 см. Зернистый слой может быть выполнен из любого инертного зернистого материала: в виде колец Рашига, цилиндров, шариков со сквозными отверстиями. Основное требование к материалу зернистого слоя - это уменьшение веса и получение дополнительного полезного объема газовой составляющей.

Зернистый слой жестко закреплен между сетками 3, выполненными из нержавеющей стали с диаметром проволоки 1 мм и шагом 2 мм. Сквозь зернистый слой 2 пропущен эластичный катетер 4, к которому на трубке подсоединен загубник 5. Сверху корпус 1 имеет жестко закрепленную крышку 6 с отверстиями и подвижную крышку 7, которая закреплена с возможностью вращения и снабжена рядом отверстий (6-10 штук).

Устройство для тренировки дыхания работает следующим образом. Дыхание осуществляют через загубник 5, носовое дыхание отключают. При помощи подвижной крышки 7 плавно изменяется объем "мертвого" пространства в диапазоне от 500 до 1500 мл. Так увеличение количества открытых отверстий увеличивает количество пропускающих каналов в зернистом слое, которые в среднем распределены равномерно по сечению зернистого слоя. В течение 1 минуты дыхания через устройство в альвеолярном воздухе устанавливается концентрация углекислого газа в диапазоне 5-7% в зависимости от избранной величины дополнительного объёма "мертвого" пространства. Газоанализ проводили на аппарате Spirolyt-2 (Германия). Результаты газоанализа приведены в таблице. Из таблицы можно заметить, что аппарат для тренировки дыхания позволяет обеспечить заданную гиперкапнию (<7%) и гипоксию в пределах нормы.

Эксперименты проводились на трехмиллиметровых стеклянных шариках, насыпной объем которых составлял 300 мл. Кроме того, проводились эксперименты со стеклянными шариками диаметром 2 см, в которых были также получены аналогичные положительные результаты

Таким образом, преимуществами заявляемого устройства являются:

1. Наличие механизма плавного изменения объёма работающих лабиринтных каналов в зернистом слое позволяет достигнуть плавной регулировки концентрации CO₂ в альвеолярном воздухе.

2. Устройство имеет простую конструкцию, легко разбирается и обрабатывается дезинфицирующими средствами. Фактически это сменяемый фильтр, так как каждая разборка и промывка позволяет полностью восстановить начальные свойства фильтра.

Таблица сравнения экспериментальных данных по определению гипоксической гиперкапнии с разными пациентами на устройстве для тренировки дыхания.

Исход	Аппарат
Ф.И.О.	CO2	дефицит O2	CO2	дефицит O2
1.	4,3	5,8	6,8	>9
2.	4,4	6,0	7,0	>9
3.	4,0	5,6	6,6	>9
4.	4,6	6,2	7,1	>9
5.	4,1	5,4	6,7	>9
Среднее значение	4,3±0,2	5,8±0,3	6,8±0,2	>9

Устройство для тренировки дыхания, содержащее корпус с емкостью, имеющей мертвое пространство, а также трубку и съемный загубник, отличающееся тем, что емкость заполнена насыпным инертным зернистым материалом в виде слоя, жестко закрепленного между сетками, сквозь который пропущена эластичная трубка таким образом, что ее вход расположен под указанным слоем, а выход снабжен загубником, при этом корпус снабжен подвижной и неподвижной крышками с отверстиями для порционного поступления воздуха.