Гипербарическая система

 

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для баротерапии, и может быть использовано при лечении и профилактике сосудистых заболеваний конечностей. Технический результат - повышение удобства путем исключения участия пациента в манипуляциях закрепления, освобождения конечности и ее оптимального размещения в полости локальной барокамеры, повышение надежности выдерживания лечебного режима импульсной баротерапии и точности задания импульса давления и разрешения газа, а также повышение безопасности пациента при экстренной декомпрессии. Сущность изобретения: гипербарическая система содержит барокамеру с полостью для разрешения пациента и устройством жизнеобеспечения, включающим магистраль подвода газа, а также по крайней мере одну локальную барокамеру с полостью для конечности и магистралью подвода газа с установленными в ней клапанами повышения и понижения давления, причем локальная барокамера расположена в полости барокамеры для размещения пациента, связанной с полостью локальной барокамеры магистралью, в которой установлен клапан перепуска газа между полостями. Дополнительно между полостью барокамеры для размещения пациента и полостью локальной барокамеры для размещения конечности параллельно магистрали клапана перепуска установлено устройство измерения знакопеременного перепада давлений, в качестве которого могут быть установлены два дифференциальных манометра, соединенных между собой разноименными входными каналами подвода газа с образованием, соответственно, приборов измерения избыточного и пониженного вакуумного давления в полости локальной барокамеры относительно полости для размещения пациента, причем каждый из дифференциальных манометров может быть выполнен с электрическим выходом, связанным через систему управления с клапанами повышения, понижения давления газа в полости локальной барокамеры и перепуска газа между последней и полостью барокамеры для размещения пациента. Последовательно с каждым из клапанов повышения, понижения давления и перепуска газа в соответствующей выход клапана понижения давления газа в полости локальной барокамеры может быть связан с утилизационным устройством, например емкостью. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для баротерапии, и может быть использовано при лечении и профилактике сосудистых заболеваний конечностей переменным давлением газа в локальной барокамере на фоне гипербарического давления в барокамере для размещения пациента.

Известны устройства для импульсного воздействия на конечность, содержащие локальную барокамеру, уплотнительные кольца, источники давления и разрежения воздуха, а также электромагнитные переключающие клапаны и систему управления, при этом баротерапии могут подвергаться одна или обе конечности пациента. Недостатком известных локальных барокамер является их низкая эффективность, обусловленная длительностью сроков лечения, так как они используют один метод лечения импульсным воздействием давления газа на ткани и сосуды конечности, при этом для повышения эффективности лечения вместо воздуха в качестве рабочей среды локальной барокамеры может быть использован кислород.

Известны также гипербарические системы, реализующие способ лечения облитерирующих заболеваний артерий конечностей путем воздействия положительным и отрицательным давлением на конечность при одновременном дополнительном воздействии на организм пациента повышенным давлением кислорода, которые содержат барокамеру с полостью для размещения пациента и устройством жизнеобеспечения, включающим магистраль подвода газа, а также по крайней мере одну локальную барокамеру с полостью для конечности и магистралью подвода газа, в которой установлены клапаны повышения и понижения давления, причем локальная барокамера расположена в полости барокамеры для размещения пациента.

Недостатками известных гипербарических систем являются: недостаточная надежность обеспечения режимов лечения, объясняющаяся тем, что пациент самостоятельно помещает пораженную конечность в локальную барокамеру после выхода барокамеры для размещения пациента на установившийся режим работы, а это приводит к неоптимальному размещению конечности, подвергаемой импульсной терапии, в полости локальной барокамеры, к плохой герметизации конечности уплотнительными кольцами, к возможности появления перетечек газа между полостями барокамер и, как следствие этого, к нарушению режимов проведения процедуры лечения, при этом, если размещение конечности в локальной барокамере производить медицинским персоналом на этапе подготовки к процедуре, что особенно необходимо для тяжело больных пациентов, при выходе на расчетный установившийся режим работы барокамеры для размещения пациента при малых радиальных зазорах или упругих контактах, имеющих место между конечностью и уплотнительными кольцами, могут возникнуть недопустимые перепады давлений между полостями барокамер для размещения пациента и его конечности, так как при повышении давления в полости барокамеры для размещения пациента до уровня порядка 0,2 МПа давление в локальной барокамере относительно указанного значения не должно превышать определенного, заданного 0,001-0,02 МПа. Такие же затруднения возникают после завершения процедуры и особенно при экстренной декомпрессии барокамеры для размещения пациента, когда те же требования по допустимым соотношениям уровней давлений приводят к необходимости самостоятельного извлечения конечности пациентом из полости локальной барокамеры, что в условиях ограниченного объема основной барокамеры для размещения пациента и его плохом самочувствии не всегда возможно; низкая точность создания заданного импульса давления газа в локальной барокамере и значительные погрешности его измерения, что связано с измерением давлений в локальной барокамере относительно атмосферного давления, а это приводит к необходимости использования измерительных устройств с широким диапазоном измерений, большими предельными значениями шкалы измерения и ценой деления, что при малых абсолютных значениях измерения давлений в локальной барокамере усложняет процесс регулирования, систему управления и, в конечном итоге, определяет результаты лечения; значительный расход газа высокого давления, затрачиваемый на регулирование давления в полости локальной барокамеры, определяемый тем, что все количество газа, которое необходимо удалить из полости для снижения давления с максимального до минимального значения, сбрасывается в атмосферу, что особенно неэкономично при лечении конечности относительно дорогостоящим кислородом.

Технический результат повышение удобства эксплуатации путем исключения участия пациента в манипуляциях закрепления, освобождения конечности и ее оптимального размещения в полости локальной барокамеры, повышение надежности выдерживания лечебного режима импульсной баротерапии и точности задания импульса давления и разряжения газа, а также повышения безопасности пациента при экстренной декомпрессии.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема гипербарической системы с устройством измерения знакопеременного перепада давлений между полостями барокамер для размещения пациента и его конечности в виде дифференциального манометра; на фиг. 2 и 3 варианты устройства измерения знакопеременного перепада давлений в виде дифференциального манометра с клапаном распределения и двух дифференциальных манометров, соединенных между собой разноименными входными каналами подвода газа.

Гипербарическая система (см. фиг. 1) содержит барокамеру 1 с полостью 2 для размещения пациента и устройством жизнеобеспечения 3, включающим магистраль подвода газа 4, а также по крайней мере одну локальную барокамеру 5 с полостью 6 для конечности и магистралью 7 подвода газа, в которой установлены клапаны повышения 8 и понижения 9 давления, причем локальная барокамера 5 расположена в полости 2 барокамеры 1 для размещения пациента. Полость 2 барокамеры 1 для размещения пациента и полость 6 локальной барокамеры 5 для размещения конечности связаны магистралью 10, в которой установлен клапан 11 перепуска газа между полостями 2 и 6. Дополнительно между полостью 2 барокамеры 1 для размещения пациента и полостью 6 локальной барокамеры 5 для размещения конечности параллельно магистрали 10 клапана 11 перепуска установлено устройство 12 измерения знакопеременного перепада давлений. В качестве устройства 12 измерения знакопеременного перепада давлений на фиг. 1 показан дифференциальный мановакуумметр, на фиг. 2 дифференциальный манометр с клапаном 13 распределения, а на фиг. 3 два дифференциальных манометра 14 с электрическим выходом, соединенные между собой разноименными входными каналами подвода газа с образованием, соответственно, приборов измерения избыточного 15 и пониженного 16 давления в полости 6 локальной барокамеры 5 относительно полости 2 барокамеры 1 для размещения пациента. Электрические выходы дифференциальных манометров 14 связаны через систему управления (не показана) с клапанами повышения 8 и понижения 9 давления газа в полости 6 локальной барокамеры 5 и при необходимости дополнительно связаны с клапаном 11 перепуска газа между полостями 2 и 6 барокамеры 1 и 5, соответственно. Последовательно с каждым из клапанов повышения 8, понижения 9 давления и перепуска 11 газа в соответствующих магистралях 7 и 10 установлены регулируемые дроссели 17. Выход клапана понижения 9 давления газа в полости 6 локальной барокамеры 5 связан с утилизационным устройством, например с емкостью 18.

Работа гипербарической системы осуществляется следующим образом. Медицинский персонал при подготовке и проведении процедуры помещает пациента в полость 2 барокамеры 1, а его конечность, подвергаемую импульсной терапии, в полость 6 локальной барокамеры 5. При необходимости в полости 2 барокамеры 1 для лечения обеих конечностей пациента размещают две локальные барокамеры 5. При установке конечности в полость 6 локальной барокамеры 5 медицинский персонал контролирует правильное расположение уплотнительных колец (не обозначены) относительно конечности, отсутствие деформаций, смятия, перегибов, хлопунов и т.п. недопустимых дефектов, а также симметричное размещение конечности относительно внутреннего отверстия уплотнительных колец с равномерным зазором или незначительным упругим контактом при предварительном зажиме конечности, что является основой ее надежной герметизации при проведении процедуры. После завершения подготовительных операций от устройства жизнеобеспечения 3 в полости 2 барокамеры 1 повышают давление до значений, необходимых для эффективной баротерапии, обеспечивая при этом дыхание пациента, например кислородом, подаваемым в аппарат для дыхания или непосредственно в полость 2 барокамеры 1 по магистрали 4 от централизованной системы. Клапан 11 перепуска газа магистрали 10, связывающей полости 2 и 6 барокамер 1, 5, соответственно, в этом случае открыт, что гарантирует равномерное повышение давлений газа в полостях обеих барокамер. Отсутствие перепада давлений между полостями 2 и 6 барокамер 1 и 5, соответственно, контролируется по устройству 12, например по дифференциальному мановакууметру (см. фиг. 1). После выхода на заданный режим работы основной барокамеры 1 производят окончательный зажим конечности уплотнительными кольцами локальной барокамеры 5 от специальной системы управления устройством герметизации (не показаны). Клапан 11 перепуска газа перекрывают, изолируя камеры 2 и 6 друг от друга, а поочередным открытием и закрытием клапанов повышения 8 и понижения 9 давления обеспечивают подачу газа из магистрали 7 в полость 6 локальной барокамеры 5 и сброс газа из последней, например, в атмосферу, при этом создается импульсное избыточное и пониженное давление относительно давления в полости 2 барокамеры 1 для размещения пациента. Перепад давлений между полостями 2 и 6 барокамер 1 и 5 может измеряться при помощи дифференциальных мановакуумметров (см. фиг. 1) диф. манометра с распределителем 13 (см. фиг. 2) или двух диф.манометров, соединенных между собой разноименными входными каналами подвода газа (см. фиг. 3). В первом случае измерения производятся наиболее просто, однако имеют значительную погрешность, так как шкала прибора имеет значительный диапазон измерения как положительных, так и отрицательных перепадов давлений. Во втором случае измерения производятся одним дифференциальным прибором с односторонним малым предельным значением измерительной шкалы, при этом измерение как положительных, так и отрицательных перепадов давлений обеспечивается подачей наибольшего давления к одному и тому же входному каналу подвода газа переключением распределителя 13, при этом при повышении точности имеет место усложнение конструкции и системы управления гипербарической системы. В третьем случае измерения производятся двумя дифференциальными приборами, каждый из которых имеет одностороннее малое предельное значение измерительной шкалы, при этом контроль положительных перепадов давлений производится по манометру 15, а отрицательных перепадов давлений по манометру 16. Такие измерения возможны в условиях минимальных абсолютных значений перепадов давлений по отношению к предельному значению шкалы измерительного прибора, так как при контроле перепада давления по одному прибору другой находится в нерабочем состоянии контроля отрицательного перепада давления. Однако это допустимо для нормальной эксплуатации приборов, так как при минимальном предельном значении шкалы измерительных приборов равном 0,06 МПа и цене деления порядка 0,001 МПа и менее (ГОСТ 13717-74) перепады давлений в полости локальной барокамеры в абсолютном большинстве случаев не превышают значений 0,001-0,02 МПа. Этот метод измерения при достаточной точности обеспечивает простоту контроля и управления процессом импульсной баротерапии конечности. Для автоматизации процесса создания импульсного давления в полости 6 локальной барокамеры 5, каждый из дифференциальных манометров 14 (фиг. 3) выполнен с электрическим выходом, связанным через систему управления (на фигурах не показана) с клапанами повышения 8 и понижения 9 давления газа. При достижении максимального значения положительного перепада давления с прибора 15 дается команда на перекрытие клапана 8 повышения давления и открытие клапана 9 понижения давления газа в локальной барокамере 5. При достижении максимального значения отрицательного перепада давления с прибора 16 дается команда на перекрытие клапана 9 понижения давления и открытие клапана 8 повышения давления газа в локальной барокамере 5. При этом абсолютные максимальные значения положительных и отрицательных перепадов давлений в полости 6 локальной барокамеры 5 относительно давления в полости 2 барокамеры 1 могут отличаться друг от друга и устанавливаются независимо на каждом из приборов 15 и 16. При регулировании давления в локальной барокамере 5 уменьшение перепада давления осуществляется сбросом газа из полости 6 через клапан 9 понижения давления в атмосферу, а повышение перепада давления производится подачей новой порции газа от магистрали 7 в полость 6 через клапан 8 повышения давления.

Лечение конечностей кислородом, а именно подачей его в полость 6 локальной барокамеры 5 и сбросом из нее, ставит задачу экономии отрицательно дорогостоящего кислорода, что может быть осуществлено с использованием клапана 11 перепуска или утилизационного устройства. Применение клапана 11 перепуска для экономии кислорода осуществляется следующим образом. После повышения давления в полости 6 локальной барокамеры 5 до максимального значения понижение давления производится соединением полостей 2 и 6 барокамер 1 и 5 через клапан 11 перепуска, в результате чего кислород из полости 6 перепускается в полость 2, давление в полостях выравнивается, при этом дальнейшее понижение давления обеспечивается закрытием клапана 11 перепуска и открытием клапана 9 понижения давления газа. При достижении минимального уровня давления в полости 6 локальной барокамеры 5, клапан понижения 9 давления закрывается и открывается клапан 11 перепуска, при этом кислород из полости 2 барокамеры 1 поступает в полость 6 барокамеры 5, обеспечивая выравнивание давлений в полостях, при этом дальнейшее повышение давления обеспечивается закрытием клапана 11 перепуска и открытием клапана повышения 8 давления газа. Сброс кислорода из локальной барокамеры 5 в барокамеру 1 и, наоборот, отбор кислорода из барокамеры 1 в локальную барокамеру 5 на отдельных этапах регулирования давления в полости 6 ввиду значительной разницы объемов полостей 2 и 6 не оказывает влияния на уровень давлений в полости 2 барокамеры 1, в то же время система жизнеобеспечения 3 последней очищает кислород в полости 2 в течение всего времени проведения процедуры. Такое включение клапанов 8, 9, 11 обеспечивает снижение расхода кислорода на регулирование в два раза, при этом автоматизация процесса с использованием двух дифференциальных манометров 14 с электрическим выходом достигается включением клапанов 8, 9, 11 в необходимой последовательности от системы управления на основе сигналов о максимальном, нулевом и минимальном перепаде давлений, получаемых от приборов 15 и 16 измерения избыточного и пониженного давления в полости 6 локальной барокамеры 5 относительно полости 2 барокамеры 1 для размещения пациента.

Кислород, который пропускается через клапан понижения 9 давления газа в полость 6 локальной барокамеры 5, можно использовать повторно. Для этого выход клапана понижения 9 давления связывают с утилизационным устройством, например емкостью, из которой кислород может быть применен для заполнения полости 6 локальной барокамеры 5 при проведении лечения второй конечности одного пациента или конечностей другого пациента, при этом кислород очищают, пропуская его через соответствующие фильтры или сорбенты.

Для проведения импульсной баротерапии конечностей с заданной скоростью повышения и понижения давления в полости 6 локальной барокамеры на этапе подготовки процедуры или в процессе проведения лечения осуществляют регулирование дросселей 17 клапанов повышения 8, понижения 9 давления и перепуска 11 газа. После завершения процедуры клапаны 8 и 9 перекрывают, открывают клапан 11 перепуска газа между полостями 2 и 6 барокамер 1 и 5, а затем осуществляют плавное снижение давления при помощи устройства жизнеобеспечения 3 в полости 2 барокамеры 1, при этом по устройству 12 измерения знакопеременного перепада давлений контролируют его уровень, исключая вероятность возникновения недопустимого значения перепада давлений между полостями 2 и 6 барокамер 1 и 5, соответственно. Давление в полости уплотнительных колец локальной барокамеры 5 при этом должно быть уменьшено до значений, обеспечивающих освобождение конечности. При компрессии и декомпрессии и особенно при экстренной, регулируемый дроссель 17 в магистрали 10 клапана 11 перепуска газа должен быть выведен в положение минимального гидравлического сопротивления, т.е. максимального проходного сечения.

Такое выполнение гипербарической системы позволяет при упрощении обслуживания и повышении надежности эксплуатации обеспечить повышение точности создания и контроля импульсного давления в локальной барокамере, а также осуществлять проведение процедуры в наименьшим расходом газа высокого давления, затрачиваемого на регулирование, что особенно важно при проведении лечения кислородом.

Формула изобретения

1. ГИПЕРБАРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая барокамеру с полостью для размещения пациента и устройством жизнеобеспечения, включающим магистраль подвода газа, а также по крайней мере одну локальную барокамеру с полостью для конечности и магистралью подвода газа, в которой установлены клапаны повышения и понижения давления, причем локальная барокамера расположена в полости барокамеры для размещения пациента, отличающаяся тем, что полость барокамеры для размещения пациента и полость локальной барокамеры для размещения конечности связаны магистралью, в которой установлен клапан перепуска газа между полостями, а параллельно магистрали клапана перепуска газа установлено устройство измерения знакопеременного перепада давлений.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройства измерения знакопеременного перепада давлений установлены два дифференциальных манометра, соединенных между собой разноименными входными каналами подвода газа с образованием соответственно приборов измерения избыточного и пониженного давления в полости локальной барокамеры относительно полости барокамеры для размещения пациента.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый из дифференциальных манометров выполнен с электрическим выходом, связанным через систему управления с клапанами повышения и понижения давления газа в полости локальной барокамеры.

4. Система по пп.1 3, отличающаяся тем, что электрические выходы дифференциальных манометров дополнительно через систему управления связаны с клапаном перепуска газа.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что последовательно с каждым из клапанов повышения, понижения давления и перепуска газа соответствующей магистрали установлен регулируемый дроссель.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что выход клапана понижения давления газа в полости локальной барокамеры связан с утилизационным устройством, например емкостью.