Испаритель анестетиков



Испаритель анестетиков
Испаритель анестетиков
Испаритель анестетиков
Испаритель анестетиков
Испаритель анестетиков

 


Владельцы патента RU 2436600:

Берлин Александр Зиновьевич (RU)

Изобретение относится к анестезиологии. Испаритель анестетиков содержит газораспределительное устройство с термокомпенсатором, камеру анестетика с набором испарительных элементов из капилляроактивного материала, сообщенную с входом и выходом газораспределительного устройства, и термостабилизатор с жидкостью. Термостабилизатор выполнен в виде набора баллонов с жидкостью размещен в камере анестетика. Испарительные элементы совмещены с баллонами, внешние стенки которых обернуты капилляроактивным материалом. В баллонах использована жидкость с температурой затвердевания выше нижнего предела рабочей температуры испарителя. Концентрация паров анестетика на выходе камеры равновесна с жидким анестетиком при температуре жидкости в баллонах. Технический результат состоит в повышении стабильности дозирования анестетика. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к испарителям анестетиков и аппаратам ингаляционного наркоза (ИН). Испаритель насыщает поток газа-носителя (атмосферный воздух или сжатые медицинские газы) парами анестетика, после чего сформированную парогазовую смесь подают пациенту.

Известны различные конструкции испарителей (патенты РФ №№2329832, 2329069, 2178314, 2000817, 1810061; патенты США №№6526297, 6816669; кн. Берлин А.З., Мещеряков А.В. «Наркоз и дозирование анестетиков». М., Медицина, 1980).

Испаритель по патенту РФ №2329069 («МИНИВАП-20») содержит газораспределительное устройство с термокомпенсатором и камеру анестетика с набором испарительных элементов из капилляроактивного материала. Он отличается минимальными размерами и стабильностью дозирования при низких и средних газотоках и концентрациях.

Однако производительность по анестетику этого мини-испарителя, с одной стороны, ограничена минимальными размерами и теплоемкостью камеры анестетика, с другой стороны, при максимальной концентрации и газотоке во время вводного наркоза (индукции анестезии), например, севофлюраном (8 об.% и 6 л/мин в течение нескольких минут) термокомпенсатор не успевает отследить быстрое падение температуры в камере анестетика до 10°С, так как отделен от нее газовыми прослойками и металлическими стенками. Это приводит к недостаточной стабильности дозирования при максимальной концентрации и газотоке.

Испаритель по патенту РФ №2329832 («МИНИВАП-100») является наиболее близким по технической сущности и выбран в качестве прототипа патентуемого изобретения. Он содержит с газораспределительное устройство с термокомпенсатором, камеру анестетика с набором испарительных элементов из капилляроактивного материала и термостабилизатор с водой или соляным раствором. Однако, несмотря на дополнительную теплоемкость раствора и массу самого испарителя, при максимальной концентрации и газотоке во время индукции анестезии температура камеры также достаточно быстро уменьшается (порядка градуса в минуту), например, от 20 до 10-15°С, а вместе с ней давление насыщенных паров (например, севофлюрана от 20,5 до 12,5 кПа) и концентрация анестетика на выходе испарителя. При этом термокомпенсатор по-прежнему не успевает отследить относительно быстрое падение температуры в камере анестетика.

Настоящее изобретение решает задачу повышения стабильности дозирования анестетика. Решение поставленной задачи достигается совокупностью новых схемотехнических и конструктивных решений, реализованных в патентуемом испарителе.

Испаритель анестетиков аналогичный конструкции по патенту №2329832, содержащий газораспределительное устройство с термокомпенсатором, камеру анестетика с набором испарительных элементов из капилляроактивного материала и термостабилизатор с жидкостью, согласно настоящему изобретению его термостабилизатор выполнен в виде набора баллонов с жидкостью, внешние стенки которых обернуты капилляроактивным материалом, а температура затвердевания жидкости выше нижнего предела рабочих температур испарителя. В качестве жидкости термостабилизатора выбран цетан (гексадекан).

Изобретением предусмотрено, что испаритель снабжен теплообменником, вход которого соединен с источником газа, а выход - с входом газораспределительного устройства.

При этом теплообменник расположен под дном камеры анестетика и его гидромеханическое сопротивление сопоставимо с сопротивлением газораспределительного устройства.

Предусмотрено, что баллоны термостабилизатора совмещены с испарительными элементами.

Согласно настоящему изобретению дополнительные баллоны термостабилизатора размещены на периферийных участках камеры анестетика в эпицентре траекторий вторичных потоков газа.

Предусмотрено также оснащение испарителя индикатором расхода V анестетика и концентрации С испарителя в зависимости от свежего газотока F во время индукции τ1 и поддержания τ2 анестезии согласно соотношению V≈ka(C1 F1 τ1+C2 F2 τ2), где ka=0,0416 M/ρ; M, ρ - молекулярная масса и плотность жидкого анестетика.

Медико-технический результат патентуемого изобретения заключается в следующем:

- повышается стабильность дозирования в широких диапазонах концентраций анестетика (включая севофлюран до 8 об.%) и расходов газа (от 0,2 до 15 л/мин);

- снижается масса (в 3 раза) и габариты изделия;

- повышается качество и безопасность анестезии благодаря стабильности дозирования и дополнительного контроля концентрации испарителя по расходу анестетика в зависимости от свежего газотока во время индукции и поддержания анестезии;

- обеспечивается удобное размещение ингаляционной аппаратуры вблизи пациента благодаря миниатюрности испарителя;

- обеспечивается качественная анестезия даже при отсутствии источников сжатого кислорода высокого давления, благодаря относительно низкому сопротивлению испарителя.

Сущность изобретения поясняется описанием примера конструктивной реализации патентуемого испарителя и чертежами, на которых представлено:

Фиг.1-2 - вертикальное и горизонтальное сечения испарителя;

Фиг.3 - теплообменник;

Фиг.4 - индикатор расхода анестетика и концентрации испарителя;

Фиг.5 - залив и слив анестетика.

Патентуемый испаритель анестетиков содержит камеру 1 анестетика 2 с набором испарительных элементов из капилляроактивного материала, термостабилизатор с жидкостью и газораспределительное устройство с термокомпенсатором 3, расположенным вдоль горизонтальной оси байпаса (Фиг.1, 2). Термостабилизатор выполнен в виде набора баллонов с цетаном (гексадеканом) 4, относящимся к парафинам нефтяным жидким фракций С14-С17. Внешние стенки баллонов обернуты капилляроактивным материалом 5 (пористым металлом). Температура затвердевания (кристаллизации) цетана составляет 17°С (давление насыщенных паров севофлюрана при этой температуре около 18 кПа), т.е. выше нижнего предела рабочих температур испарителя. Количество цетана 4 в баллонах выбрано достаточным (порядка 100 мл) для поддержания температуры в камере 1 не ниже 17°С при максимальной концентрации и газотоке во время индукции анестезии.

Испаритель снабжен теплообменником 6 (Фиг.1, 3), вход 7 которого соединен с источником газа, а выход 8 - с входом 9 газораспределительного устройства. Теплообменник расположен под дном 10 камеры 1, выполнен в виде плоского лабиринтного канала и его гидромеханическое сопротивление сопоставимо с сопротивлением газораспределительного устройства (порядка 100 Па при расходе 10 л/мин).

Баллоны 11 термостабилизатора совмещены с испарительными элементами и расположены на расстоянии друг от друга и симметрично по обе стороны корпуса 12 газораспределительного устройства. Дополнительные баллоны 13 термостабилизатора размещены на периферийных участках камеры 1 в эпицентре траекторий вторичных потоков газа и также обернуты пористым металлом 5. Пористый металл 5 прикреплен к «теплым» стенкам баллонов 11, 13 и камеры 1 конденсационной пайкой с образованием оптимального зазора порядка 50-100 мкм для максимальной подачи жидкого анестетика к поверхности испарения.

Испаритель оснащен индикатором расхода V анестетика и концентрации С испарителя в зависимости от свежего газотока F во время индукции τ1 и поддержания τ2 анестезии согласно соотношению V≈ka(C1 F1 τ12 F1 τ2), где ka=0,0416 M/ρ; M, ρ - молекулярная масса и плотность жидкого анестетика. Индикатор может быть выполнен в виде таблицы (Фиг.4), номограммы или микрокалькулятора, которые могут быть прикреплены к корпусу испарителя).

Испаритель анестетиков работает следующим образом.

Газ от внешнего источника высокого (баллоны) или низкого давления (оксигенатор, аппарат ИВЛ с ручным или механическим приводом) проходит через лабиринтный канал теплообменника 6 под дном 10 камеры 1 и охлаждается до температуры жидкого анестетика 2. Затем большая часть газа проходит через байпас газораспределительного устройства и охлаждает термокомпенсатор 3 также практически до температуры анестетика менее чем за 1 мин. Вторая, меньшая часть газа, поступает в камеру 1. При уменьшении температуры испарителя и соответствующем снижении равновесной концентрации анестетика термокомпенсатор 3 уменьшает проходное сечение байпаса, увеличивая относительную долю газа, поступающего в камеру 1, и стабилизируя в итоге выходную концентрацию анестетика. При увеличении температуры соотношение потоков газа автоматически корректируется в обратную сторону.

Вторая часть газа переходит из входной части камеры 1 в выходную, растекаясь тонким слоем между поверхностями испарения пористого металла 5 баллонов 11 и внутренней стенки камеры 1, насыщается до равновесной концентрации анестетика, а затем разбавляется на выходе испарителя основным потоком газа до требуемой концентрации.

При максимальной концентрации и расходе за счет кинетической энергии газа и градиента давления насыщенных паров анестетика (вследствие температурного градиента) в периферийных участках камеры 1 возникают вторичные потоки вокруг дополнительных баллонов 13, обеспечивая дополнительное испарение анестетика.

Жидкий анестетик поступает к поверхностям испарения по капиллярам (порядка 10 мкм) пористого металла 5, а также через щелевые зазоры (порядка 50-100 мкм) за счет сил поверхностного натяжения анестетика. Тепло к поверхностям испарения поступает из окружающей среды через теплопроводные стенки и дно 10 камеры 1, а при относительно больших концентрациях и потоках дополнительное тепло поступает из баллонов 11, 13 по мере охлаждения и последующей кристаллизации цетана 4. При этом средняя температура в камере 1 не опускается ниже 17°С при максимальной концентрации и газотоке во время индукции анестезии. При поддержании анестезии тепловая нагрузка, пропорциональная произведению концентрации на газоток, падает на порядок, как видно из табл. Фиг.4 (в случае сефофлюрана в 24 раза). При этом цетан 4 вновь расплавляется и нагревается до комнатной температуры, аккумулируя тепло.

Перед началом операции проверяют наличие анестетика 2 в испарителе по уровнемерному стеклу с точностью ±5 мл и, при необходимости, доливают его с помощью шприца с точностью ±1 мл (Фиг.5) согласно планируемому расходу в течение анестезии, руководствуясь таблицей или соотношением V≈ka(C1 F1 τ1+C2 F2 τ2) Фиг.4, отмечая в журнале операции начальное количество анестетика. После операции оценивают конечное количество анестетика также по уровнемерному стеклу или более точно с помощью шприца (отсасывают анестетик из камеры 1, учитывая остаток в пористом металле 5 и на металлических стенках, всего не более 3 мл). В специальных случаях для более точного определения расхода анестетика используют лабораторные весы. Совпадение планируемого и фактического расхода анестетика в пределах, например, 50% подтверждает адекватное проведение анестезии. Большее расхождение может свидетельствовать о существенных особенностях пациента, оперативного вмешательства, алгоритма действия анестезиолога, технического состояния аппаратуры и инициировать проведение углубленного анализа и необходимых коррекций.

Пример.

Запланирована 2-часовая операция севофлюраном по полузакрытому низкопоточному контуру при концентрации испарителя C1=8 и С2=2 об. %, газотоке F1=6 и F2=1 л/мин во время индукции τ1=2 мин и поддержания τ2=120 мин анестезии. Соответственно заливают 30 мл севофлюрана (по расчету 18,5 мл) в предварительно опорожненную посредством шприца камеру 1 (см. Фиг.5).

Фактически анестезия продолжалась 110 мин при заданных параметрах и расчетный расход анестетика составил 17,5 мл. После операции отсасывают шприцем 10 мл севофлюрана и фактический расход анестетика составляет 20 мл. Расхождение не превышает 2,5 мл или 14%, что свидетельствует об адекватности анестезии и исправности аппаратуры (прежде всего о точности испарителя).

Таким образом, предлагаемый испаритель обеспечивает стабильное дозирование современных анестетиков (изофлюрана, или фторотана-галотана, или энфлюрана, или севофлюрана) в широких диапазонах постоянных и пульсирующих потоков газа от 0,5 до 15 л/мин, температур от 5 до 35°С и давлений окружающей среды. Испаритель экономичен и экологичен (только 3 мл жидкого анестетика остается на фитилях после слива). Его можно эффективно использовать вне (VOC) и внутри (VIC) дыхательного контура. Благодаря низкому сопротивлению (порядка 200 Па) и минимальным размерам (масса 500 г вместо 6-8 кг у лучших аналогов), испаритель совместим с любыми аппаратами ИВЛ и может работать также от источников кислорода низкого давления (оксигенаторов) как в стационаре (больницы и госпитали), так и в полевых условиях (МЧС, скорая помощь, военно-полевая хирургия, ветеринария).

1. Испаритель анестетиков, содержащий газораспределительное устройство с термокомпенсатором, камеру анестетика с набором испарительных элементов из капилляроактивного материала, сообщенную с входом и выходом газораспределительного устройства, и термостабилизатор с жидкостью, отличающийся тем, что термостабилизатор выполнен в виде набора баллонов с жидкостью размещен в камере анестетика, испарительные элементы совмещены с баллонами, внешние стенки которых обернуты капилляроактивным материалом, в баллонах использована жидкость с температурой затвердевания выше нижнего предела рабочей температуры испарителя, при этом концентрация паров анестетика на выходе камеры равновесна с жидким анестетиком при температуре жидкости в баллонах.

2. Испаритель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен теплообменником, вход которого соединен с источником газа, а выход - с входом газораспределительного устройства.

3. Испаритель по п.2, отличающийся тем, что теплообменник расположен под дном камеры анестетика и его гидромеханическое сопротивление сопоставимо с сопротивлением газораспределительного устройства.

4. Испаритель по п.1, отличающийся тем, что дополнительные баллоны термостабилизатора размещены на периферийных участках камеры анестетика в эпицентре траекторий вторичных потоков газа.

5. Испаритель по п.1, отличающийся тем, что оснащен индикатором расхода V анестетика и концентрации С испарителя в зависимости от свежего газотока F во время индукции τ1 и поддержания τ2 анестезии согласно соотношению V≈ka(C1 F1 τ1+C2 F2 τ2), где ka=0,0416 M/ρ; M, ρ - молекулярная масса и плотность жидкого анестетика.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано при проведении ингаляционной анестезии севофлураном. .

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано при проведении ингаляционной анестезии. .

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано при проведении ингаляционной анестезии. .
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в отделениях анестезиологии медицинских частей и учреждений при проведении ингаляционного наркоза.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и интенсивной терапии, и может быть использовано для лечения синдрома интраабдоминальной гипертензии. .
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано при необходимости проведения анестезии ксеноном при оперативных вмешательствах у онкологических больных.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиоанестезиологии, и может быть использовано при проведении операций во время искусственного кровообращения. .
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и онкологии, и может быть использовано в качестве анестезиологического пособия при оперативных вмешательствах у онкологических больных
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и торакальной хирургии, и может быть использовано в качестве анестезиологического пособия при оперативных вмешательствах по поводу резекции легких
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано в качестве анестезиологического пособия во время хирургической коррекции тяжелых сколиотических деформаций позвоночника с высоким риском развития неврологических осложнений

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано при диагностике нарушений оксигенации крови в процессе искусственной вентиляции легких (ИВЛ)

Изобретение относится к медицине

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к конструкциям дыхательных аппаратов, в частности комбинированным наркозным и терапевтическим аппаратам искусственного дыхания для терапевтического и операционного лечения пациентов

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, реаниматологии и оториноларингологии, и может быть использовано при необходимости проведения анестезиологического обеспечения у пациентов с концевой трахеостомой
Изобретение относится к медицине, а именно к торакальной хирургии, способам контроля герметичности легочной ткани, культи бронха, трахеобронхиальных швов при реконструктивно-пластических вмешательствах на трахее и бронхах и индикаторным средствам для их осуществления
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано при проведении анестезиологического пособия при хирургическом вмешательстве по поводу каротидной эндартерэктомии или резекции внутренней сонной артерии при патологической ее деформации. Для этого осуществляют общую анестезию в сочетании с блокадой глубокого и поверхностного шейных сплетений. Накануне и утром в день операции осуществляют премедикацию. За 30 мин до операции пациенту внутримышечно вводят диазепам в сочетании с фентанилом с последующим мониторингом ЭКГ с подсчетом ЧСС, плетзмографии с сатурацией артериальной крови, неинвазивным измерением АД и нейромониторинг по показателям биспектрального индекса или энтропии. После катетеризации периферической или центральной вены пациента проводят инфузионную терапию, инотропную терапию, кардиотропную терапию, поддержание периферического сопротивления сосудов. При ЧСС не более 80 ударов в минуту начинают индукцию в анестезию до достижения уровня глубины анестезии по данным биспектрального индекса или энтропии в пределах 40-60 единиц. Анальгезию достигают путем внутривенного введения 0,005% раствора фентанила, миоплегию обеспечивают путем внутривенного введения раствора миорелаксанта. После интубации трахеи пациента переводят на принудительную ИВЛ в режиме объемной вентиляции с уровнем CO2 в пределах 35-45 мм рт.ст. по данным капнографии. Поддержание анестезии осуществляют подачей ингаляционного анестетика до уровня 0,8-1,0 МАК в потоке 0,8-0,9 литра кислородно-воздушной смеси, содержащей 50% кислорода, с контролем объема подачи ингаляционного анестетика по уровню глубины анестезии по показателям биспектрального индекса или энтропии. Затем осуществляют блокаду глубокого шейного сплетения. Определяют бугорок VI шейного позвонка (сонный бугорок) и сосцевидный отросток височной кости, после чего на коже проводят соединяющую эти ориентиры линию. После этого проводят вторую линию на 1 см ниже и параллельно первой. Для верификации места инъекции местного анестетика пальпаторно определяют поперечные отростки IV, III, II шейных позвонков, которые находятся на расстоянии 1,5 см друг от друга, при этом отсчет начинают от VI шейного позвонка. Иглу вводят перпендикулярно коже и несколько в каудальном направлении до достижения поперечного отростка. Анестетик вводят по 5-7 мл в каждую точку C4, С3, C2. Дополнительно вводят 5-7 мл раствора анестетика в точку, расположенную в вершине сосцевидного отростка. При блокаде поверхностного шейного сплетения раствор анестетика в объеме 15 мл вводят в точку, находящуюся на середине латеральной ножки кивательной мышцы под указанную мышцу веерообразно, по 4-5 мл в каждом направлении из одной точки, причем первую и последующие инъекции выполняют на глубину обычной внутримышечной иглы перпендикулярно кивательной мышце. Способ обеспечивает адекватную и безопасную анестезию за счет предотвращения снижения линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии во время оперативного вмешательства, предотвращения повышения внутричерепного давления, снижения церебрального перфузионного давления с одновременным обеспечением адекватной защиты от хирургической агрессии с сохранением ударного объема сердца и артериального давления. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.
Наверх