Барокамера

 

Использование: в медицинской технике и в лечебных барокамерах при проведении в них сеансов гипербарической оксигенации (ГБО). Сущность изобретения: барокамера содержит герметичную оболочку для размещения пациента, входную линию 2 с дросселем 3 и измеритель АД 4 с размещенной во внутренней полости 5 барокамеры манжетой 6, с расположенной снаружи резиновой грушей 7 и повторителем давления 8. В корпусе повторителя 8 на штоке 9 посредством жестких центров 10 - 13 закреплены четыре мембраны 14 - 17, образующие в повторителе перегородки, делящие внутреннюю полость повторителя на пять камер 18 - 22. Шток 9 снабжен клапаном 23, размещенным в камере 18 и сообщающим ее с внутренней полостью 5 барокамеры линиями 24 и 25. Мембраны 14 - 17 выполнены с эффективными площадями в соответствии с соотнощениями: F₁₅=F₁₇ и F₁₆=F₁₄+F₁₅ - F, где F - неуравновешенная площадь клапана 23 и соответственно эффективные площади мембран 14, 15, 16, 17. Давление газа в камерах 18 - 22 повторителя воздействует на мембраны 14 - 17, при этом силы давления направлены в разные стороны и суммарная сила оказывается равной нулю. В манжете 6 во время всего сеанса ГБО поддерживается точно такое же давление, как и в груше, которое медицинский работник создает, находясь снаружи барокамеры. 1 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в лечебных барокамерах при проведении в них сеансов гипербарической оксигенации (ГБО).

Известна одноместная лечебная барокамера для проведения сеансов ГБО, в которой производится измерение артериального давления (АД) пациента до и после сеанса ГБО измерителем АД.

Недостатком барокамеры является невозможность контроля АЖ во время сеанса ГБО.

Известна барокамера, содержащая входную линию от источника давления с дросселем и измеритель артериального давления, заключающий в себя размещенную во внутренней полости барокамеры манжету и размещенные снаружи барокамеры грушу и повторитель давления, в корпусе которого на штоке посредством жестких центров закреплены первая и вторая мембраны с образованием с внешних от мембран сторон соответственно первой и второй камер, причем первая камера соединена с грушей, а вторая - с манжетой и входной линией за дросселем, при этом шток снабжен клапаном, расположенным во второй камере. Кроме того, межмембранная полость разделена перегородкой на третью, смежную с первой, и четвертую, смежную с второй, камеры, из которых третья камера сообщена с атмосферой, а четвертая - с внутренней полостью барокамеры.

В этой барокамере возникает контроль АД косвенным методом: фиксированием шумов Короткова посредством измерителя АД с манжетой, надеваемой на руку пациента, помещаемого внутрь барокамеры, причем контроль АД можно проводить во время всего сеанса ГБО под повышенным давлением в барокамере, при этом наполнение манжеты осуществляется с помощью груши, размещенной снаружи барокамеры в нормальных атмосферных условиях, как и при обычном измерении АД измерителем общего применения.

Недостатком барокамеры является невысокая точность измерения АД вследствие наличия трения в уплотнении штока повторителя давления. Так как уплотнение нагружено полным рабочим давлением в барокамере (в современных кислородных медицинских барокамерах рабочее давление 3 ати), а измеряемое АД значительно меньше рабочего давления (например, 70 мм рт. ст. , что составляет всего 0,1 ати), третие в уплотнении и погрешность измерения АД достигает значительной величины, кроме того, погрешность меняется в процессе сеанса ГБО, так как трение зависит от давления, а оно меняется во время сеанса ГБО.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности контроля состояния пациента за счет повышения точности измерения АД.

Поставленная цель достигается тем, что в барокамере, содержащей входную линию от источника давления с дросселем и измеритель артериального давления, включающий в себя размещенную во внутренней полости барокамеры манжету и размещенные снаружи барокамеры грушу и повторитель давления, в корпусе которого на штоке посредством жестких центров закреплены первая и вторая мембраны с образованием с внешних от мембран сторон соответственно первой и второй камер, причем первая камера соединена с грушей, а вторая - с манжетой и с входной линией за дросселем, при этом шток снабжен клапаном, расположенным во второй камере, кроме того, межмембранная полость разделена перегородкой на третью, смежную с первой, и четвертую, смежную с второй, камеры, из которых третья камера сообщена с атмосферой, а четвертая - с внутренней полостью барокамеры, клапан повторителя сообщает вторую камеру с внутренней полостью барокамеры, перегородка между третьей и четвертой камерами выполнена в виде третьей мембраны и повторитель снабжен четвертой мембраной с эффективной площадью, равной эффективной площади третьей мембраны, и установленной в первой камере с образованием с корпусом повторителя дополнительной пятой камеры, которая через дроссель сообщена с внутренней полостью барокамеры, причем жесткие центры третьей и четвертой мембран закреплены на штоке, а эффективная площадь первой мембраны равна сумме эффективных площадей второй и третьей мембран за вычетом неуравновешенной площади клапана.

Заявленное техническое решение имеет по сравнению с прототипом следующие отличительные существенные признаки: клапан повторителя сообщает вторую камеру с внутренней полостью барокамеры; перегородка между третьей и четвертой камерами выполнена в виде третьей мембраны; повторитель снабжен четвертой мембраной; четвертая мембрана выполнена с эффективной площадью, равной эффективной площади третьей мембраны; четвертая мембрана установлена в первой камере с образованием с корпусом повторителя дополнительной пятой камеры; пятая камера через дроссель сообщена с внутренней полостью барокамеры, а жесткие центры третьей и четвертой мембран закреплены на штоке; эффективная площадь первой мембраны выполнена равной сумме эффективных площадей второй и третьей мембран за вычетом неуравновешенной площади клапана, вследствие этого техническое решение отвечает критерию "новизна".

Указанные признаки не обнаружены в известных решениях, позволяют получить положительный эффект, поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже приведена схема барокамеры.

Барокамера содержит герметичную оболочку 1 для размещения пациента, входную линию 2 с дросселем 3 и измеритель АД 4, включающий в себя расположенную во внутренней полости 5 барокамеры манжету 6 и размещенную снаружи резиновую грушу 7, а также имеющийся снаружи повторитель давления 8.

В корпусе повторителя 8 на штоке 9 посредством жестких центров 10-13 закреплены четыре мембраны 14-17, образующие в повторителе перегородки, делящие внутреннюю полость повторителя на пять камер 18-22. Шток 9 снабжен клапаном 23, размещенным в камере 18 и сообщающим ее с внутренней полостью 5 барокамеры линиями 24 и 25.

Камера 18 соединена с входной линией 2 за дросселем 3 и линией 26, герметично пропущенной через оболочку 10 с манжетой 6. Камера 19 соединена линиями 27 и 25 с внутренней полостью 5 барокамеры, камера 20 линией 28 - с атмосферой, камера 21 линиями 29 и 30 - с грушей, а линией 31 - с измерителем АД 4, имеющем указатель давления, например манометр или цифровой индикатор.

Камера 22 сообщена линией 32, в которой установлен дроссель 33, и линией 25 с внутренней полостью 5 барокамеры.

Мембраны 14-17 выполнены с эффективными площадями в соответствии со следующими соотношениями: F₁₅ = F₁₇; (1) F₁₆ = F₁₄ + F₁₅ - F (2) где F₁₄, F₁₅, F₁₆, F₁₇ - эффективные площади мембран 14, 15, 16, 17 соответственно; F - неуравновешенная площадь клапана 23.

Указанные соотношения, могут быть выполнены, например, при наружных диаметрах D мембран 14, 15, 16, 17 и клапана 23 и диаметрах d жестких центров 10, 11, 12 и 13, указанных в таблице.

Барокамера работает следующим образом. Во внутреннюю полость 5 барокамеры помещают пациента и надевают ему на руку (на передплечье) манжету 6. Во входную линию 2 подают сжатый газ, например кислород, под давлением, превышающим максимальное давление в полости 5. Газ поступает в камеру 18 повторителя 8 и через клапан 23 по линии 24 сбрасывается во внутреннюю полость 5 барокамеры. Величина расхода питающего повторитель газа определяется гидравлическим сопротивлением дросселя 3 и делается минимальной в целях экономии сжатого газа.

Далее медицинский персонал проводит сеанс ГБО, при этом во внутренней полости 5 барокамеры соответствующим образом меняют давление газа, осуществляя компрессию (повышение давления), изопрессию (выдержку под постоянным повышенным давлением) и декомпрессию, (снижение давления до атмосферного). Сжатый газ из полости 5 по линиям 25, 27 и 32 поступает в камеры 19 и 22 повторителя 8, при этом в камерах устанавливается давление, равное давлению в полости 5.

В любой момент сеанса ГБО возможно измерение АД пациента. Для этого качают гшрушу 7 и создают повышенное давление в камере 21 повторителя 8, например 250 мм рт. ст. , фиксируя его по индикации измерителя 4, после чего плавно стравливают давление из груши в атмосферу имеющимся в измерителе 4 краном (не показан).

Давление газа в камерах 18-22 повторителя воздействует на мембраны 14-17, при этом силы давления направлены в разные стороны и суммарная сила оказывается равной нулю, так как в повторителе отсутствует силовая пружина. Равновесие мембран в повторителе автоматически поддерживается клапаном 23, который регулирует давление в камере 18. При повышении давления в камере 18 сверх необходимого для равновесия уровня мембрана 14 приоткрывает клапан 23 (смещает его по схеме вправо) и избыток давления стравливается в полость 5. При снижении давления в камере 18 ниже необходимого для равновесия мембран уровня клапан 23 прикрывается и из входной линии 2 через дроссель 3 в камеру 18 натекает давление и поваышается до тех пор, пока мембраны не придут в равновесие.

Из уравнения равновесия сил на мембранах -P_м х F + P_м x F₁₄ + P x F₁₅ - - P_г x F₁₆ + (P_г - P) x F₁₇ = 0 где Р_м - давление (избыточное по отношению к давлению в полости 5) в манжете 6 и в камере 18; Р - давление в полости 5 и в камерах 19 и 22; Р_г - давление в груше 7 и в камере 21; следует зависимость для давления в манжете Р_м, P_м= P_г× - P× С учетом выражений (1) и (2) из уравнения (3) следует:
Р_м = Р_г, т. е. давление в манжете (избыточное по отношению к давлению в полости 5) равно давлению в груше вне зависимости от величины давления во внутренней полости барокамеры.

Таким образом, в манжете 6 во время всего сеанса ГБО поддерживается точно такое же давление, так и давление в груше, которое медицинский работник создает, находясь снаружи барокамеры.

В процессе работы дроссель 33 в сочетании с глухой камерой 22 демпфирует колебания мембран.

Применение предложенного технического решения позволяет повысить эффективность контроля состояния пациента за счет повышения точности измерения АД. (56) Руководство по гипербарической оксигенации. Под ред. С. Н. Ефуни. М. : Медицина, 1989, с. 74.

Комплекс одноместной реанимационной барокамеры "Енисей-3", Инструкция по эксплуатации АЯР 2.909.014 Т01 л. 19, приложение АЯР 2.909.014 Т02 л. 16, 43. НПО "Сибцветметавтоматика". Красноярск. 1983.

Формула изобретения

БАРОКАМЕРА , содержащая подключенную к источнику давления входную линию с дросселем, измеритель артериального давления, включающий манжету, размещенную в барокамере, и грушу, размещенную вне ее, и регулятор давления, в корпусе которого установлены первая и вторая основные мембраны с жестким центром и промежуточная, расположенная между ними, перегородка, образующие соответственно последовательно расположенные первую, третью, четвертую и вторую камеры, и подвижно установлен закрепленный в жестких центрах шток с запорным элементом, размещенным во второй камере, подсоединенной к манжете и к входной линии, первая камера при этом сообщена с грушей, третья - с атмосферой, а четвертая - с внутренней полостью барокамеры, отличающаяся тем, что она снабжена трубопроводом для сообщения второй камеры с барокамерой, на входном конце которого выполнена с возможностью взаимодействия с запорным элементом седловая поверхность, и дополнительной мембраной, установленной в корпусе с возможностью образования демпфирующей камеры, смежной с первой и подсоединенной к полости барокамеры через дополнительно введенный дроссель, при этом перегородка и дополнительная мембрана выполнены аналогичными основным мембранам, их жесткие центры закреплены на штоке, а их эффективные площади равны, при этом эффективная площадь первой мембраны равна сумме эффективных площадей второй мембраны и перегородки за вычетом неуравновешенной площади запорного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2