способ получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии, включающий обеднение атмосферного воздуха по кислороду путем его сжатия в компрессоре и пропускания через газораздельный элемент, выполненный в виде полых полимерных волокон, и последующую подачу смеси через расходомер и увлажнитель пациенту, отличающийся тем, что исходный воздух сжимают до 2 10 атм, пропускают через волокно, имеющее толщину стенки 8 25 мкм и внутренний диаметр 10 30 мкм, и дополнительно фильтруют перед подачей в расходомер.

2. Устройство для получения газовой смеси, содержащее последовательно соединенные компрессор, газоразделительный элемент, выполненный на основе полых полимерных волокон, трубопровод с расходомером, увлажнителем и средством подсоединения к пациенту и систему регулирования параметров режима со средством контроля состояния пациента, отличающееся тем, что оно снабжено фильтрующим элементом, установленным перед расходомером, при этом полимерные волокна выполнены на основе поли-4-метилпентена-1, система регулирования параметров выполнена автоматической, средство контроля состояния в виде датчика кислорода в организме пациента, а средство подсоединения к пациенту - в виде маски с клапанами для дыхания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к методам получения газовой смеси, используемой для прерывистой нормобарической гипоксии, и может быть использовано в практической медицине при лечении газовыми смесями с пониженным содержанием кислорода.

Известен способ получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии, включающий смещение азота особой чистоты, находящегося под давлением 120-150 атм с атмосферным воздухом в эжекторе до содержания кислорода в смеси 10-13 об. (см. например, инструкцию "Метод повышения неспецифической резистентности организма с помощью нормобарической гипоксической стимуляции". М. 1985, с. 7-9).

Известно также устройство для получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии, содержащее компрессор для сжатия газовой смеси, газоразделительный аппарат, имеющий гипероксический и гипоксический выходы, последний из которых соединен с регулируемым вентилем, блок автоматического управления, датчик содержания кислорода в организме пациента, при этом гипоксический выход газоразделительного аппарата и выход компрессора подсоединены посредством трубопроводов с регулируемыми вентилями к трубопроводу подачи гипоксической смеси за запорным вентилем, при этом регулируемые вентили подключены к выходу блока управления, а средство подачи гипоксической смеси пациенту выполнено в виде маски, соединенной с выходом гипоксического трубопровода через накопительную емкость (см. например, патент СССР по заявке N 4780823/14, кл. A 16 M 16/10, 1990).

Основными недостатками известных способа и устройства является недостаточно стабильный состав гипоксической смеси в течение всего ресурса работы устройства, а также достаточно узкий диапазон содержания кислорода в получаемой смеси (10 13 об.), что затрудняет обеспечение индивидуального подбора состава гипоксической смеси для каждого пациента в зависимости от вида заболевания.

Известно устройство для климатотерапии по а.с. СССР N 1526688, принятое за прототип, содержащее компрессор, выход которого соединен с газоразделительным аппаратом, выполненным на основе полых полимерных волокон. Газоразделительный аппарат сообщен посредством трубопровода через расходомер и увлажнитель со средством подсоединения к пациенту. Кроме того, устройство содержит систему регулирования параметров режима гипоксии со средством контроля состояния пациента. Посредством данного устройства реализуется способ получения газовой смеси и подачи его пациенту, заключающийся в обеднении атмосферного воздуха по кислороду путем его сжатия в компрессоре и пропускания через полимерную мембрану, выполненную на основе полимерных волокон, с последующей подачей через расходомер и увлажнитель пациенту.

Недостаток способа и устройства по авторскому свидетельству СССР N 1526688 кл. A 61 G 10/00, 1989 г. состоит в отсутствии возможности автоматического регулирования выбора индивидуальных параметров и состояния пациента, отсутствии дополнительной фильтрации газовой смеси, особенно при использовании в загрязненных регионах.

Задачей изобретения является получение газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии, а также разработка устройства для осуществления способа, которые обеспечивают высокую стабильность состава гипоксической смеси в течение всего ресурса работы устройства, расширение диапазона в содержании кислорода получаемой смеси с 9 до 18 об. что обеспечивает возможность индивидуального подбора состава гипоксической смеси для каждого пациента в зависимости от диагноза заболевания.

Поставленная задача решается способом получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии, включающим обеднение атмосферного воздуха по кислороду и подачу его через ресивер, шланг и маску пациенту, в котором исходный воздух сжимают в компрессоре до 2-10 атм и пропускают через мембрану из полых полимерных волокон на основе поли-4-метилпентена-1 с толщиной стенки волокна 8-25 мкм и его внутренним диаметром 10-30 мкм и полученную смесь подают в маску пациента.

Поставленная задача решается также устройством для получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии, содержащим компрессор, выход которого соединен с газоразделительным аппаратам, имеющим гипероксический и гипоксический выходы, последний из которых сообщен трубопроводом с расходомером газовой смеси и маской пациента, имеющей дыхательный клапан, содержащий блок автоматического регулирования с датчиком содержания кислорода в организме пациента, в котором газоразделительный аппарат снабжен мембраной из полых полимерных волокон на основе поли-4-метилпентена-1, и дополнительно снабжен фильтрующим элементом, установленным перед расходомером газовой смеси и увлажнителем, установленным после расходомера.

Данные способ и устройство позволяют обеспечить постоянный стабильный состав гипоксической газовой смеси во время ресурса работы устройства в течение 1,5-2,5 лет, расширить диапазон содержания кислорода в газовых смесях до 9-18 об.

Отличиями предлагаемых способа и устройства является сжатие исходного воздуха в компрессоре до определенного давления, пропускание сжатого воздуха через мембрану из полых полимерных волокон на основе поли-4-метилпентена-1 с определенной толщиной стенки волокна и его внутренним диаметром, а также наличие в устройстве газоразделительного аппарата мембраны определенной химической природы и свойств, а также фильтрующего элемента и установленного определенным образом.

Необходимым условием эффективного проведения процесса является использование полимерной мембраны на основе поли-4-метилпентена-1 с внутренним диаметром волокон 12-30 мкм и толщиной стенки волокна 8-25 мкм, т.к. такая мембрана обеспечивает отсутствие аллергических реакций организма при использовании газа, полученного после пропускания через нее и используемого для гипокситерапии. Использование этой мембраны обеспечивает также необходимую производительность устройства и необходимый состав газовой смеси (содержание кислорода 9-18 об.). За счет заявленной конструкции устройства получаемая гипоксическая смесь обладает такими свойствами (содержание O₂, N₂, отсутствие примесей), что имеется возможность ее тонкого и точного корректирования. Таким образом осуществляется возможность индивидуального подбора состава газовой смеси по диагнозу пациента и содержание кислорода в ней может варьироваться от 9 до 18 об. В известных устройствах такая возможность не обеспечивалась.

Возможность воспроизведения изобретения поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления и чертежом.

На чертеже изображено устройство для получения газовой смеси для прерывистой нормобарической гипоксии.

Пример 1. Устройство содержит компрессор 1, газоразделительный аппарат с мембраной 3, расходомер газовой смеси 4, маску пациента 5, блок автоматического регулирования 6, датчик содержания кислорода в организме 7, фильтрующий элемент 8, увлажнитель 9, ресивер 10.

Пример 2. Исходный воздух сжимают в мембранном компрессоре 1 и подают в газоразделительный аппарат 2, снабженный мембраной из полого полимерного волокна на основе поли-4-метилпентена-1. Выходящую из мембранного аппарата газовую смесь через регулирующий вентиль по трубопроводу подают через фильтрующий элемент 7, расходомер газовой смеси 3, увлажнитель 8 в маску пациента 4. В газоразделительный аппарат встроен блок автоматического регулирования 5, соединенный с датчиком содержания кислорода в организме 6, подключенного к пациенту.

Пример 3. Исходный воздух, содержащий 21 об. O₂, 79% N₂, поступает в мембранный компрессор марки УКА 0-2М, где его сжимают до давления 3 атм. После чего воздушный поток с расходом 30 л/мин направляют через входной штуцер газоразделительного аппарата внутрь полых полимерных волокон мембраны на основе поли-4-метилпентена-1 с внутренним диаметром волокна 20 мкм и толщиной стенки мембраны 15 мкм.

Мембранный элемент выполнен в виде пучка полых полимерных волокон, изолированных кожухом из металлической сетки, сверху и снизу закрепленных блоками из герметизирующего эпоксидного материала и имеющими штуцеры для входа и выхода газовой смеси.

Газоразделительный аппарат работает при 200^oC10. После аппарата и фильтрующего элемента, выполненного из ткани Петренова, отводят газовую смесь, содержащую 10% O₂ и 90 об. N₂, примеси отсутствуют, через расходомер газовой смеси, обеспечивающий индивидуальный расход для каждого пациента, подают в увлажнитель, после чего направляют в маску пациента для проведения лечения.

Пример 4. Лечение полученной в примере 2 гипоксической смесью, содержащей 9,50,5 кислорода и 90,50,5 об. азота, осуществляют следующим образом.

В первый день вдыхание гипоксической смеси ведут 5 раз по 3 минуты с 3-минутным перерывом на дыхание атмосферным воздухом. Общее гипоксическое время 15 минут. Второй день 6 раз по 3 с 2-минутным перерывом. Общее время 18 минут. В третий день 7 раз по 4 минуты с 2-минутным перерывом. Общее время 32 мин. В пятый день 9 раз по 4 минуты с 2-минутным перерывом. Общее время 36 мин. В шестой день 9 раз по 5 минут с 2-минутным перерывом. Общее время 45 мин. В седьмой день 10 раз по 5 с 2-минутным перерывом. Общее время 50 мин. В восьмой день 11 раз по 5 минут с 2-минутным перерывом. Общее время 55 минут. С 9-го по 11-й день 12 раз по 5 с 2-минутным перерывом. Общее время 60 минут. На 12-й день 5 раз по 6 с 2-минутным перерывом. Общее время 30 минут. На 13-й день 6 раз по 6 с 2-минутным перерывом, 36 мин. На 14-й день 6 раз по 8 с 2-минутным перерывом, 48 мин. На 15-й день 7 раз по 8 с 2-минутным перерывом, 56 мин. На 16-й день 5 раз по 10 с 2-минутным перерывом, 50 мин. На 17-й день 6 раз по 10 с 2-минутным перерывом, 60 мин. С 18-го по 20-й день 6 раз по 10 с 2-минутным переpывом, 60 мин. После 20-го сеанса лечение осуществляют в зависимости от клиники пациента. После 20-го сеанса 3 раза в неделю 3-6 раз по 10 минут с 2-минутным перерывом в течение 2 недель. А затем 2 раза в неделю в том же режиме 1 неделю. Через 3-4 месяца полный курс лечения повторяют еще раз.

Данные по проведению процесса представлены в таблице.

Из данных таблицы и примеров следует, что предлагаемые способ и устройство позволяют обеспечить следующие преимущества:

сделать процесс более гибким и безопасным;

получить газовую смесь лучшего качества и более гибкого состава;

упростить и сделать более технологичным процесс ее получения.