Устройство для кислородной терапии с противодавлением на фазе выдоха

 

(19) RU (51) 5 А61М16 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4869059/14 (22) 25.06.90 (46) 15.12.93 Бюл. Ид 45 — 46 (71) Актюбинский государственный медицинский институт (72) Волошко И.Г.; Беренштейн С.С.; Дженалаев Б.К.;

Досмагамбетов С.П. (73) Актюбинский государственный медицинский институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ ТЕРАПИИ С ПРОТИВОДАВЛЕНИЕМ НА ФАЗЕ

ВЫ,ДОХА (57) Использование: в медицине, а именно в устройствах для кислородной терапии. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно соединенные кислородный баллон. кислородный вентиль, коллектор с манометром, редукторы первой и второй ступени, легочный автомат, на выходе которого установлен клапан вдоха, дыхательную камеру, клапан выдоха и связанный с ним клапан задержки выдоха. Клапан выдоха с одной стороны связан с воздушной магистралью между дыхательной камерой и клапаном вдоха, а с другой — с выходом в атмосферу через перекрытое подпружиненной мембраной отверстие. Мембрана снабжена штоком со стопором; выполненным с возможностью фиксации якорем, соединенным шарнирно с поршнем клапана задержки выдоха. Дыхательная камера снабжена сьемной стенкой с овальным отверстием, обрамленным замкнутой герметизирующей оболочкой из зластичного материала, с внешней стороны герметизирующая оболочка прикреплена к съемной стенке дыхательной камеры, а внутренняя ее полость через вентили соединена с выходом редуктора первой ступени и с выходом в атмосферу.

4 ил.

2004260

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для кислородной терапии.

Для борьбы с дыхательной недостаточностью широко используется гипербарическая оксигенация (ГБО), Наряду с положительными сторонами последняя имеет ряд недостатков. Во-первых, не всегда устраняется причина, приводящая к нарушению функции внешнего дыхания, во-вторых, при гипербарической оксигенации, как правило, нельзя проводить инфузионную терапию. В-третьих, выполняют ГБО лица со специальной подготовкой. Камеру гипербарической оксигенации устанавливают в отдельном помещении изолированно от электрических приборов.

Более доступным и простым методом устранения дыхательной недостаточности 20 является дыхание под постоянным положительным давлением (ДППД.

ДППД состоит в том, что в дыхательных путях ребенка создается повышенное давление воздуха или другой газовой смеси в течение обеих фаз дыхательного цикла при . сохранении самостоятельного дыхания. Избыточное давление способствует расправлению ателектазов, образовавшихся при некоторых патологических условиях (недо- 0 статок сурфактанта, отек, застойные явления в легких) и препятствует образованию новых ателектазов. При этом увеличивается дыхательная поверхность легких, уменьшается сброс неоксигинированной крови в ар- Э5 териальное русло. За счет расправления гиповентилируемых и спавшихся альвеол происходит увеличение функциональной емкости легких. Нормализуется вентиляционно-перфизионные соотношения, снижа- 40 ется внутрилегочное венозно-артериальное шунтирование. Улучшается диффузионная способность легких, что связано с увеличением газообмена и уменьшением отечности альвеолярно-капиллярной мембраны. Ре- 45 зультаты всех этих изменений обуславливают заметное повышение парциального напряжения кислорода в артериальной крови при неизмененной концентрации кислорода в дыхательной смеси. При этом 50 нередко отмечается снижение РаСОг, особенно если метод был применен на фоне гиперкапнии. Увеличение давления в дыхательных путях практически не оказывает влияния на венозный возврат у детей с нор- 5б мальным ОцК. Наоборот, в большинстве случаев отмечается увеличение сердечного выброса, что можно связать с устранением гипоксии и улучшением сократительной способности миокарда.

Положительное давление в дыхательных путях может быть достигнуто различными способами, Известен способ; который заключается в том, что к эндотрахеальной трубке присоединяется четырехходовый коннектор с резиновым мешком. Мешок имеет выходное отверстие, перекрытое зажимом Мора. К коннектору подводят две трубки: одну для кислородно-воздушной смеси, другую для подключения манометра и водного клапана. Регулируя с помощью зажима Мора утечки газа из мешка, в системе устанавливают необходимое полол ительное давление, которое контролируют по манометру. Если давление в системе превысит установленную норму, избыточный газ через водный клапан сбрасывается в атмосферу.

К недостаткам этого способа следует отнести следующие: для интубации трахеи необходимо выключение сознания больного; газовую смесь необходимо подогревать, так как она поступает к больному через интубационную трубку, минуя верхние дыхательные пути.

Существуют способы ДППД, не требующие интубации больного.

Для создания положительного давления в дыхательных путях могут быть использованы лицевые и носовые маски. Маски соединяются с маятниковой системой от наркозного аппарата и удерживаются на лице у детей старшего возраста резиновыми ремешками, а у новорожденных — с помощью сетки. Однако при использовании лицевой маски часто бывает очень трудно добиться герметизации системы, а слишком плотное прижатие маски быстро приводит к мацерации эпителия.

У новорожденных проводить ДППД можно с помощью интраназальных канюль, Известно, что новорожденные дышат преимущественно носом и держат рот закрытым до тех пор, пока давление в дыхательных путях не превысит 10-12 см вод.ст, Недостатком этого способа является гиперсвкреция и повреждение слизистой оболочки носовых ходов при длительном стоянии канюль.

С помощью специальных камер можно создавать постоянное отрицательное давление над грудной клеткой ребенка. При этом дыхательные пути окажутся в условиях относительно более высокого давления. Ребенок при этом может дышать как обычным воздухом, так и кислородно-воздушной смесью. Недостатками этого способа является ограниченный доступ к ребенку, а также охлаждение его постоянным током

2004260

20

3D

40

55 воздуха через негерметичный вход в камеру

Одним иэ вариантов ДППД является надевание на голову ребенка пластикового мешка, в котором создается избыточное давление. Величина мешка выбирается в зависимости от размеров головы ребенка. К мешку подводятся две трубки, одна иэ которых соединяется с источником газовой смеси, а другая — с водным клапаном. В качестве водного клапана используют банку Боброва. Высота воздушного столба, вытеснившего из трубки воду, будет указывать величину давления в дыхательных путях. Мешок герметизируют на шее несколькими турами поролоновой ленты. Избыточный газ из-под мешка сбрасывается преимущественно в области шеи ребенка и частично через водный клапан. Данный способ выбран в качестве прототипа как наиболее близкий к предлагаемому нами устройству для кислородной терапии.

Существенными недостатками способапрототипа являются следующие: при проведении сеанса ДППД происходит очень большой расход кислорода; сложно добиться хорошей герметизации на шее больного; не всегда удается достичь необходимого давления в мешке, а значит и в дыхательных путях ребенка; при проведении ДППД сдавливается шея и создается опасность застоя крови в венах головы, при длительном сеансе зто сдавливание может привести к внутричерепному кровоизлиянию.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности устранения дыхательной недостаточности путем обеспечения дыхания под постоянным положительным давлением с противодавлением на фазе выдоха путем создания специальной камеры со съемной стенкой, в которой имеется овальное отверстие по размеру сечения нижняя челюсть-затылочная область, обрамленное герметизирующей оболочкой, обеспечивающие создание зоны повышенного давления кислородной смеси и выпускного клапана, имеющего задержку на открытие, создающий противодавление на фазе выдоха.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для кислородной терапии с противодавлением на фазе выдоха, содержащее дыхательный мешок и последовательно соединенные кислородный баллон, кислородный вентиль, коллектор с манометром, редукторы первой и второй ступени, легочной автомат, клапанную коробку с клапанами, к выходу которого присоединен выпускной клапан, снабжено дыхательной камерой с отверстием, которое обрамлено герметизирующей замкнутой оболочкой из эластического материала, внешняя поверхность которого приклеена к съемной стенке дыхательной камеры, внутренняя полость которой связана через клапан с легочным автоматом и через выпускной клапан, имеющий задержку на открытие,- с атмосферой, при этом мембрана выпускного клапана имеет шток со стопором, соединенным шарнирно с поршнем задерживающего клапана, кроме того, внутренняя полость герметизирующей оболочки связана через соответствующие вентили с выходом редуктора первой ступени и атмосферой.

Камера и герметизирующая оболочка обеспечивают создание зоны повышенного давления кислородной смеси. Эластический материал герметизирующей оболочки и ее связь через вентиль с редуктором первой ступени обеспечивают заполнение герметизирующей оболочки кислородом для фиксации камеры, имеющей съемную стенку с овальным отверстием, по размеру соответствующим окружности нижняя челюсть-затылочная область, и герметизации эоны повышенного давления. Выпускной клапан, имеющий задержку на открытие, создает противодавление на фазе выдоха, Шток со стопором, якорь, соединенный.с поршнем задерживающего клапана и сам клапан задают уровень необходимого противодавления.

На фиг,1 представлена схема устройства; на фиг.2 — дыхательная камера; на фиг,З вЂ” выпускной клапан, имеющий задержку на открытие: на фиг,4 — эпюры работы клапанов и давление в дыхательной камере.

Устройство включает кислородный баллон 1, кислородный вентиль 2, коллектор с манометром 3 и 4, соответственно редуктор первой ступени 5, редуктор второй ступени

6, легочной автомат 7, дыхательный мешок

8, дыхательную камеру 9. Отверстие в съемной стенке камеры 9 обрамлено герметизирующей оболочкой 10, которая изготовлена из эластического материала, например из тонкой резины. Внутренняя полость камеры

9 связана с легочным автоматом 7 через клапан 11, пропускающим дыхательную смесь лишь в направлении от легочного автомата 7 к камере 9. Связь дыхательной камеры 9 с атмосферой осуществляется через выпускной клапан 12, имеющий задержку на открытие при выпуске использованной смеси. Для наполнения герметизирующей оболочки 10 газом ее полость через вентиль

13 сообщается с выходом редуктора первой

2004260 ступени 5. Через вентиЛь 14 оболочка 10 связана с атмосферой для выпуска газа иэ оболочки 10 или регулировки давления в ней, определяемое манометром 14А. Клапан 12, имеющий задержку на открытие, в свою очередь содержит мембрану 15, к которой прикреплен шток 16 со стопором 17 на свободном конце. Стопор 17 входит в зацепление с якорем 18, установленным на оси 19, закрепленной на корпусе 20 клапана 12. Якорь 18 через систему рычагов 21 связан с поршнем 22 эадерживающего клапана 23. Мембрана 15 и поршень 22 находятся во взаимодействии с пружинами

24 и 25 соответственно. устройство для кислородной терапии с противодавлением на фазе выдоха работает следующим образом, Сантиметровой лентой измеряют окружность сечения нижняя челюсть-затылочная область и подбирают соответствующую сьемную стенку дыхательной камеры 9. Последняя одевается на голову больного. Открывают вентиль 2 и кислород поступает через редуктор первой ступени 5 и второй ступени 6 в легочной автомат 7, где в заданной пропорции смешивается с воздухом, образуя дыхательную смесь. Одновременно открывают вентиль

13 и закрывают вентиль 14. При этом начинается заполнение герметиэирующей оболочки 10 кислородом из баллона 1 через редуктор первой ступени 5, После наполнения оболочки 10 камера 9 герметизируется и вентиль 13 закрывают, Давление в оболочке 10 регистрируют манометром 14А, При необходимости уменьшения степени обжатия герметиэирующей оболочки 10 головы больного часть кислорода может быть стравлена открытием вентиля 14.

После герметизации начинается процесс кислородотерапии. При вдохе давление в камере 9 снижается до величины Р (см. фиг,4). Открывается клапан 11 и смесь

i.îñòóïàåT в камеру 9 из дыхательного аппарата 7 и дыхательного мешка 8. При выдохе давление в камере 9 повышается. Клапан

11 закрывается и давление в камере 9 продолжает возрастать до давления Р, при достижении которого поршень 22 задерживающего клапана 23 преодолевает противодействие пружины 25 и смещается, Перемещение поршня 22 передается через систему рычагов 21, Якорь 18 поворачивается на оси 19 и освобождает стопор 17. Под действием давления мембрана 15 преодолевает противодействие пружины 24 и клапан 12 открывается, Давление в камере 9 снижается и поршень 22 под действием пружины 25 возвращает якорь 18 в исходное положение, При дальнейшем давлении пру5

55 жина 25 возвращает мембрану 15 в исходное положение. Шток 16 опускается и стопор 17 фиксируется якорем 18, подготавливая клапан 12 к задержке срабатывания на очередном выдохе. B дальнейшем цикл повторяется.

Величина перепада давления (Pz-Р1) регулируется затягиванием пружины 25 клапана 23, определяемая манометром 12А.

Пример. Ребенок А, 6 мес. (ист. бол.

ЬЬ 2487) поступил 24.04,91 r. в реанимационное отделение областной детской клинической больницы с диагнозом: бронхиолит, дыхательная недостаточность II степени.

При поступлении состояние ребенка тяжелое за счет симптомов интоксикации и дыхательной недостаточности, Кожные покровы и слизистые бледные с цианотическим оттенком. В акте дыхания принимает участие вспомогательная мускулатура. Дыхание до 76 в 1 минуту, поверхностное, B легких на выдохе масса свистящих хрипов. Перкуторно над легкими коробочный звук, Сердечные тоны приглушены, тахикардия до

180 в 1 минуту.

В анализе крови гемоконцентрация.

РаО 60 мм рт,ст., РаСО2 50 мм рт.ст.

Ребенку начато ДППД предложенным устройством для кислородной терапии с противодавлением на фазе выдоха, Параллельно проводилась соответствующая инфузионная терапия. Концентрация кислорода в дыхательной смеси на начало сеанса составляла 100 . Постепенно давление в камере и дыхательных путях ребенка доведено до 7 см водного столба. Через 15 мин от начала сеанса ДППД ребенок порозовел, частота дыхания снизилась до 64 в 1 минуту, дыхание стало глубже. Ра02 составило 70 мм рт,ст., PaCOz снизилось до 40 мм рт. ст, Через 25 мин начато снижение концентрации кислорода в дыхательной смеси, Последняя доведена до 50 . После чего плавно проведено снижение давления в камере до 2 см водного столба. При этом к 45-й минуте Pa0z составила 84 мм рт.ст. Проведено дальнейшее снижение концентрации кислорода до 20% и давление в камере, равное атмосферному, Через 3 ч Ра02 составило 88 мм рт. ст. без тенденции к снижению, что является нормой и служит показанием к прекращению сеанса ДППД. Ребенок извлечен из камеры. Продолжена симптоматическая терапия.

Таким образом предложенное устройство для кислородной терапии позволяет создать противодавление на фазе выдоха в заданных параметрах, плавно регулировать

2004260

10 концентрацию кислорода в дыхательной смеси и давление в дыхательных путях ребенка, не прекращая сеанса кислородотерапии, что расширяет функциональные возможности ингалятора. По предварительным расчетам предложенное устройство позволяет до 6 раз сократить расходы кислорода, до 3-4 раз сократить время повеФормула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ

ТЕРАПИИ С ПРОТИВОДАВЛЕНИЕМ НА

ФАЗЕ ВЫДОХА, содержащее последовательно соединенные кислородный баллон, кислородный вентиль, коллектор с манометром, редукторы первой и второй ступеней, легочный автомат, на выходе которого установлен клапан вдоха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устранения дыхательной недостаточности путем обеспечения дыхания под постоянным положительным давлением с противодавлением на фазе выдоха, в него введены дыхательная камера, клапан вы. доха и связанный с ним клапан задержки выдоха, при этом клапан выдоха с одной дения кислородной терапии с противодавлением на фазе выдоха, избежать сдавления шеи ребенка по сравнению с известными устройствами.

5 (56) Савельева М.Г. Реанимация и интенсивная терапия новорожденных. M.Måäèöèíà, 1981, с. 144-145. стороны связан с воздушной магистралью между дыхательной камерой и клапаном вдоха, а. с другой - с выходом в атмосферу через перекрытое подпружиненной мембраной отверстие, мембрана снабжена штоком со стопором, выполненным с воэможностью фиксации якорем, соединенным шарнирно с поршнем клапана задержки выдоха, дыхательная камера снабжена съемной стенкой с овальным отверстием, обрамленным замкнутой герметиэирую щей оболочкой из эластичного материала, с внешней стороны герметиэирующая оболочка прикреплена к съемной стенке дыхательной камеры, а внутренняя ее полость через вентили соединена с выходом редуктора первой ступени и выходом в атмосферу, 2004260

2004260

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Заказ 3363

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель С. Беренштейн

Редактор Г, Мельникова Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова