дозатор жидких анестетиков

Формула изобретения

Дозатор жидких анестетиков, содержащий вертикальную трубку, связанную гидравлической магистралью с емкостью для жидкого анестетика посредством входного электромагнитного запорно-пропускного клапана и со смесительно-испарительной камерой посредством выходного электромагнитного запорно-пропускного клапана, датчик давления в трубке, электронный блок управления, с которым электрически связаны указанные электромагнитные клапаны и датчик давления в трубке, отличающийся тем, что верхний конец трубки дозатора жидких анестетиков дополнительно соединен пневматической магистралью посредством электромагнитного запорно-пропускного клапана со смесительно-испарительной камерой дыхательных газов, причем сам электромагнитный клапан электрически связан с электронным блоком управления, трубка дозатора жидких анестетиков выполнена из прозрачного для инфракрасного излучения материала, а с внешней стороны этой трубки установлен инфракрасный оптоэлектронный сенсор, связанный с электронным блоком управления и зафиксированный относительно корпуса трубки на уровне, превышающем уровень выхода жидкого анестетика в смесительно-испарительную камеру.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для создания наркозно-дыхательной аппаратуры.

Известны наркозно-дыхательные аппараты, содержащие блок формирования жидких анестетиков, например аппарат ИВЛ «Фаза-5Н» с наркозной приставкой «Фаза-ПН», а также анестезиологический комплекс «Фаза-23» (производитель - ОАО «Уральский приборостроительный завод», г.Екатеринбург). В данных аппаратах способ дозирования анестетиков и устройство для реализации этого способа описаны в патенте RU № 2332242, МПК А61М 16/01, с приоритетом от 23.03.2006. Согласно этому патенту устройство для дозирования жидких анестетиков включает разделение основного потока газа-носителя на два потока, один из которых периодически проходит через барботажный испаритель, насыщается до максимальной концентрации и в дальнейшем смешивается со вторым потоком, обеспечивая, таким образом, желаемую концентрацию.

Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая и нестабильная точность обеспечения задаваемой концентрации анестетика, поскольку она в значительной степени зависит от многих внешних изменяющихся параметров (температуры, уровня анестетика в испарительной камере и т.п.).

Известно также «Устройство для ингаляционного наркоза» (патент RU № 2197999 с приоритетом от 26.07.2001, а также опубликованная заявка на изобретение RU № 2007146608 с приоритетом от 15.01.2008), реализованное в аппарате «Ксена-010» - АНАЛОГ. Согласно этим патентам ингаляционное устройство содержит шприцдозатор и шаговый электродвигатель, обеспечивающий движение поршня этого шприца по заданной программе. Недостатком данного устройства является сложность обеспечения требуемой точности концентрации анестетика во всем диапазоне концентраций при широко изменяющемся потоке дыхательного газа-носителя, а также обеспечение необходимого для длительной операции запаса жидкого анестетика.

Известен также наркозно-дыхательный аппарат по патенту на полезную модель № 99707, МПК А61Н 31/02, с приоритетом от 16.06.2010 - ПРОТОТИП. Дозатор жидких анестетиков этого аппарата выполнен в виде вертикально расположенной дозирующей трубки малого диаметра, к верхнему концу которой подсоединен электронный датчик давления, а к нижнему концу подсоединена посредством выходного электромагнитного запорно-пропускного клапана магистраль, связанная со смесительно-испарительной камерой, а также посредством входного электромагнитного запорно-пропускного клапана - магистраль, связанная с емкостью для жидкого анестетика. Недостатком этого технического решения является возможная нестабильность обеспечения требуемой точности концентрации анестетика из-за изменяющегося в процессе работы исходного уровня анестетика в дозирующей трубке из-за возможного нарушения герметичности верхней части дозирующей трубки, а также из-за насыщения этой емкости парами жидкого анестетика при длительной работе, а также из-за того, что исходное давление паров в этой части трубки не синхронизируется с постоянно изменяющимся давлением в дыхательном контуре (в смесительно-испарительной камере).

Целью настоящего изобретения является обеспечение точной и стабильной регулировки концентрации паров жидких анестетиков в широком диапазоне изменения концентраций и потоков газа-носителя.

Указанная цель достигается тем, что в дозирующем устройстве верхний конец трубки дозатора жидких анестетиков дополнительно соединен пневматической магистралью посредством электромагнитного запорно-пропускного клапана со смесительно-испарительной камерой дыхательных газов, причем сам электромагнитный клапан электрически связан с электронным блоком управления, а трубка дозатора жидких анестетиков выполнена из прозрачного для инфракрасного излучения материала и с внешней стороны этой трубки установлен инфракрасный оптоэлектронный сенсор, зафиксированный относительно корпуса на уровне, превышающем уровень выхода жидкого анестетика в смесительную камеру.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого изобретения.

Основными элементами этой схемы являются:

1. Емкость для жидкого анестетика

2. Трубка дозатора жидких анестетиков

3. Входной запорно-пропускной электромагнитный клапан

4. Выходной запорно-пропускной электромагнитный клапан

5. Смесительно-испарительная камера

6. Датчик давления

7. Калибровочный электромагнитный клапан

8. Электронный блок управления

9. Опто-электронный сенсор

В предлагаемом изобретении емкость для анестетика 1 связана гидравлической магистралью с трубкой дозатора 2 (посредством входного электромагнитного клапана 3), нижняя часть трубки дозатора связана также через выходной запорнопропускной клапан 4 со смесительно-испарительной камерой 5, а верхняя часть трубки дозатора связана с датчиком давления 6.

Кроме того, верхняя часть трубки дозатора дополнительно соединена пневматической магистралью посредством калибровочного электромагнитного запорно-пропускного клапана 7 со смесительно-испарительной камерой дыхательных газов 5, причем электромагнитные клапаны 3, 4, 7, а также датчик давления 6 электрически связаны с электронным блоком управления 8. При этом трубка дозатора жидких анестетиков выполнена из прозрачного для инфракрасного излучения материала, а с внешней стороны этой трубки установлен инфракрасный опто-электронный сенсор 9, зафиксированный относительно корпуса трубки на уровне, превышающем уровень выхода жидкого анестетика в смесительную камеру.

Функционирует заявляемое изобретение следующим образом.

Принцип действия непосредственно дозатора осуществляется таким же образом, как это описано в патенте-прототипе ( № 99707), а именно:

электронный блок по заданному алгоритму (основанному на использовании общеизвестного физического закона Менделеева-Клапейрона для испаряющихся жидкостей) осуществляет командное управление клапанами 3 и 4 следующим образом: вначале открывается клапан 3 (при этом клапан 4 закрыт), и жидкий анестетик из емкости 1 затекает в трубку 2 дозатора, сжимая газ, находившийся в трубке 2, до определенного давления, фиксируемого датчиком давления 6, образуя «воздушную подушку». При заданном уровне сигнала от датчика 6 по команде связанного с ним электронного блока 8 клапан 3 закрывается, а клапан 4 открывается, и жидкий анестетик из трубки 2 под давлением сжавшегося в воздушной подушке в верхней части трубки 2 воздуха начинает выдавливаться в смесительно-испарительную камеру 5 (где и испаряется в потоке дыхательного газа). При этом давление воздуха в верхней части трубки 2 в воздушной подушке начинает снижаться, что фиксируется датчиком давления 6 и поступает в электронный блок управления 8. А снижение давления в воздушной подушке в верхней части трубки 2 согласно закону Менделеева-Клапейрона пропорционально расходу жидкости из нижней части трубки 2, и поэтому при снижении давления воздушной подушки до уровня, определяющего требуемый объем вытесненной жидкости (необходимый для обеспечения испарения анестетика с заданной концентрацией), клапан 4 закрывается, а клапан 3 открывается и весь процесс повторяется.

Однако в процессе работы устройства вследствие неидеальной герметичности верхней части трубки дозатора 2 исходное «нулевое» избыточное давление может быть постепенно нарушено. Поэтому периодически, например через каждый 6-й функциональный цикл срабатывания устройства, производится калибровочный цикл, при котором блок управления 8 передает команду на одновременное открытие клапанов 7 и 4, а клапан 3 остается закрытым. При этом анестетик под собственным весом начинает вытекать из трубки 2 в смесительную емкость 5, и при достижении анестетиком уровня оптоэлектронного сенсора 9 (для инфракрасного излучения которого анестетик непрозрачен, а материал самой трубки 2 - прозрачен) указанный сенсор активизируется и дает команду (посредством электронного блока управления 8) на закрытие клапанов 7 и 4, и, таким образом, автоматически вновь фиксируется состояние системы по исходному («нулевому») уровню.

Затем работа устройства продолжается по алгоритму, который был описан выше.

Предлагаемое техническое решение позволит осуществить формирование потока дыхательного газа с требуемыми характеристиками по точности поддержания заданной концентрации испаряющихся анестетиков в широком диапазоне изменения параметров ИВЛ.