Портативный аппарат ингаляционного наркоза
В портативном аппарате ингаляционного наркоза, с одной стороны которого размещены расходомеры и рукоятки управления, а также соединитель, подключенный гибким трубопроводом к дыхательной маске пациента, а с другой стороны размещены посадочные места для сменных переносных баллонов, во внутреннем объеме аппарата размещены элементы запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, выполненные с возможностью регулирования, с помощью упомянутых рукояток, количества и процентного соотношения газов, подаваемых в маску, и установленные на одной стороне многослойной коммутационно-монтажной панели, в средней части которой расположены два расходомера, а внутри выполнены каналы для соединения элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, баллонов и маски. В качестве элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры на коммутационно-монтажной панели одной стороны от расходомеров размещены пусковой пневмотумблер с ручным управлением для включения подачи сжатого газа в аппарат, смеситель с ручным управлением, выполненный с возможностью регулирования соотношения содержания газов в смеси, и пневмоуправляемый клапан непосредственной подачи одного из газов в маску, а с другой стороны - пневмокнопка включения клапана подачи одного из газов в маску, задатчик давления и расхода газов с ручным управлением, а также пневмоуправляемый двухступенчатый модуль управления и два пневмоуправляемых повторителя-усилителя. При этом обеспечены минимальные габариты и вес аппарата с повышением виброударопрочности и защищенности от вандализма за счет оптимальной компоновки оборудования в корпусе, исключающей использование не жестких внутренних трубопроводов между элементами пневмоаппаратуры, расширены функциональные возможности для вентиляции дыхательных путей дыхательным газом и для контроля и управления параметрами смеси в процессе анестезии, обеспечена перенастройка для изменения соотношения анестетика и дыхательного газа.
Полезная модель относится к области медицинской техники и предназначена для использования в медицинских учреждениях, а также в полевых условиях, в качестве универсального наркозно-дыхательного аппарата для проведения анестезии, профилактики шокового состояния, терапии или восстановительного действия с использованием газовой смеси кислорода или воздуха и инертного газа.
Общая анестезия с использованием ингаляционных компонентов занимает ведущее место в структуре современного анестезиологического пособия. Под наркозно-дыхательным аппаратом понимается оборудование для дозированного введения в организм пациента наркотических веществ через дыхательные пути. Необходимость повышения мобильности оборудования для анестезии определяет интерес врачей скорой помощи, учреждений, ликвидирующих последствия чрезвычайных ситуаций, родовспомогательной, военной и военно-полевой медицины к оснащению наркозно - дыхательной аппаратурой портативного исполнения. При выборе наркотического газа учитывается, что, согласно международным нормативам, производство таких анестетиков, как галотан, пентран, энфлюран, изофлюран, содержащих радикалы углерода, хлора и фтора, должно быть приостановлено к 2030 г. Целесообразность использования, например, ксенона и/или гелия определяется их физико-химическими свойствами - способностью изменять агрегатное состояние фосфолипидов, как основного компонента клеточной мембраны и синаптического звена, и обратимо нарушать процесс передачи нервного импульса, что позволяет проводить адекватную, управляемую анестезию. Экспериментальные и клинические исследования подтверждают наличие у указанных инертных газов более выраженных анальгетических свойств (МАК - 50÷60%), чем у закиси азота (МАК - 105%). Кроме того, они не токсичны, лишен побочных эффектов, не вызывают канцерогенного, аллергического и кардиодепрессивного воздействия, не оказывают влияния на состав и систему свертывания крови, иммунитет, экологически безопасны для
больного и окружающего персонала. В тоже время относительно высокая стоимость инертных газов делает целесообразным обеспечение возможности их регенерации.
Известен портативный аппарат ингаляционного наркоза, подключаемый к источникам анестетика и дыхательного газа, корпус, на одной стороне которого размещена панель управления с расходомерами и регуляторами расхода инертного газа и кислорода или воздуха, смеситель и предохранительный клапан давления. (1)
Недостатками этого аппарата являются низкая экологическая безопасность и низкая экономичность из-за наличия химических генераторов газа и утечек из дыхательного контура, а также узость функциональных возможностей.
Известен также портативный аппарат ингаляционного наркоза, подключаемый к источникам анестетика и дыхательного газа, содержащий корпус, панель управления с расходомерами и регуляторами расхода инертного газа и кислорода или воздуха, соединители, выполненные с возможностью подключения гибких трубопроводов для дыхательной маски пациента, для отвода использованного газа, сменные баллоны, смеситель и предохранительный клапан. (2)
Недостатками этого аппарата являются большие габариты и вес, препятствующие переноске в руках на место эксплуатации, низкая ударо- и вибропрочность из-за большой длины внутренних трубопроводов и формы корпуса, вызывающей концентрацию напряжений в зоне острых углов сопряжения сторон, ограничивающие возможность транспортирования, узость функциональных возможностей, отсутствие возможности предварительной и завершающей вентиляции дыхательных путей дыхательным газом.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного портативного аппарата ингаляционного наркоза для работы с использованием инертного газа, а также расширение арсенала портативных наркозно-дыхательных аппаратов.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в том, что обеспечены минимальные габариты и вес аппарата с одновременным повышением виброударопрочности и
защищенности от вандализма за счет оптимальной компоновки оборудования в корпусе, исключающей использование не жестких внутренних трубопроводов между элементами пневмоаппаратуры и, следовательно, отсутствие пересечений внутренних трубопроводов, обеспечена надежность, т.к. все элементы пневмоаппаратуры соединены внутренними каналами панели и тем самым снижена вероятность возникновения утечек в их соединениях (по сравнению с соединением трубопроводами), расширены функциональные возможности для предварительной и завершающей вентиляции дыхательных путей дыхательным газом и проведения анестезии смесью с последнего с инертными газами, расширены функциональные возможности для контроля и управления параметрами анестезирующей смеси в процессе анестезии, обеспечена оперативная и удобная перенастройка для изменения соотношения анестетика и дыхательного газа (кислорода или воздуха).
Сущность полезной модели состоит в том, что в портативном аппарате ингаляционного наркоза; с одной стороны которого размещены расходомеры и рукоятки управления, а также соединитель, подключенный гибким трубопроводом к дыхательной маске пациента, а с другой стороны размещены посадочные места для сменных переносных баллонов, во внутреннем объеме аппарата размещены элементы запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, выполненные с возможностью регулирования, с помощью упомянутых рукояток, количества и процентного соотношения газов, подаваемых в маску, и установленные на одной стороне многослойной коммутационно-монтажной панели, в средней части которой расположены два расходомера, а внутри выполнены каналы для соединения элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, баллонов и маски.
Предпочтительно в качестве элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры на коммутационно-монтажной панели одной стороны от расходомеров размещены пусковой пневмотумблер с ручным управлением для включения подачи сжатого газа в аппарат, смеситель с ручным управлением, выполненный с возможностью регулирования соотношения содержания газов в смеси, и пневмоуправляемый клапан
непосредственной подачи одного из газов в маску, а с другой стороны - пневмокнопка включения клапана подачи одного из газов в маску, задатчик давления и расхода газов с ручным управлением, а также пневмоуправляемый двухступенчатый модуль управления и два пневмоуправляемых повторителя-усилителя, причем пусковой пневмотумблер соединен с каналом подвода одного из сжатых газов, пневмокнопкой, задатчиком давления и расхода, клапаном подачи одного из газов в маску, двухступенчатым модулем и одним из повторителей-усилителей, второй из которых связан с каналом подвода другого газа, при этом смеситель соединен с повторителями-усилителями и с расходомерами, клапан подачи одного из газов в маску соединен с пневмокнопкой и с маской, а задатчик давления и расхода подключен к пневмомодулю, связанному с пневмокнопкой, при этом расходомеры выполнены в виде параллельно установленных ротаметров с прозрачной трубкой, поплавком и вертикальной отсчетной шкалой или расходомеры выполнены в виде электрических датчиков расхода с автономным источником питания, например, с аккумуляторной батареей.
Кроме того, один повторитель-усилитель, расходомер, пневмокнопка включения клапана подачи одного из газов в маску и клапан подачи одного из газов в маску выполнены с возможностью управления и контроля потока кислорода или воздуха, а другой повторитель-усилитель и расходомер выполнены с возможностью управления и контроля потока инертного газа, например, ксенона или гелия.
На чертеже фиг.1 изображена блок-схема пневмоаппаратуры портативного аппарата ингаляционного наркоза, на фиг.2 - принципиальная блок-схема работы портативного аппарата ингаляционного наркоза с баллонами и маской, на фиг.3 - вид спереди на коммутационно-монтажную панель, на фиг.4 - вид А по фиг.3, на фиг.5 - вид Б-Б по фиг.3.
С одной стороны портативного аппарата ингаляционного наркоза размещены расходомеры в виде ротаметров 1, 2 и рукоятки 3, 4 управления, а также соединитель (штуцер), подключенный гибким трубопроводом 5 к дыхательной маске 6 пациента. С другой стороны размещены посадочные
места для сменных переносных баллонов 7, 8, при этом во внутреннем объеме аппарата размещены элементы запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, выполненные с возможностью регулирования, с помощью упомянутых рукояток 3, 4, количества и процентного соотношения газов, подаваемых в маску 6, и установленные на одной стороне многослойной коммутационно-монтажной панели 9, в средней части которой расположены ротаметры 1, 2, а внутри выполнены каналы (не обозначены) для соединения элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, баллонов 7, 8 и маски 6. Панель 9 выполняется склеенной из нескольких листов «вафельной» конструкции, в которых предварительно сделаны прорези для образования каналов.
В качестве элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры на коммутационно-монтажной панели 9 одной стороны от расходомеров 1, 2 размещены пусковой пневмотумблер 10 с ручным управлением для включения подачи сжатого газа в аппарат, смеситель 11 с ручным управлением рукояткой 3, выполненный с возможностью регулирования соотношения содержания газов в смеси, и пневмоуправляемый клапан 12 непосредственной подачи одного из газов в маску 6. С другой стороны от расходомеров 1, 2 размещены пневмокнопка 13 включения клапана 12 подачи одного из газов в маску 6, задатчик 14 давления и расхода газов с ручным управлением рукояткой 4, а также пневмоуправляемый двухступенчатый модуль управления из двух пневмопреобразователей 15, 16 и два пневмоуправляемых повторителя-усилителя 17, 18.
Пусковой пневмотумблер 10 соединен с каналом (не обозначен) и штуцером 19 подвода одного из сжатых газов, пневмокнопкой 13, задатчиком 14 давления и расхода, клапаном 12 подачи одного из газов в маску 6, пневмопреобразователем 15 (из состава двухступенчатого пневмомодуля) и повторителем-усилителем 17. Повторитель-усилитель 18 связан с каналом (не обозначен) и штуцером 20 подвода другого газа. Смеситель 11 соединен с повторителями-усилителями 17, 18 и с ротаметрами 1, 2, клапан 12 подачи одного из газов в маску 6 соединен с пневмокнопкой 13 и с маской 6, а задатчик 14 давления и расхода подключен к пневмопреобразователю 16 (из состава двухступенчатого пневмомодуля) связанному с пневмокнопкой 13.
Ротаметры 1, 2 выполнены с прозрачной трубкой, поплавком и вертикальной отсчетной шкалой (не обозначено).
Расходомеры могут быть выполнены в виде электрических датчиков расхода с автономным источником питания, например, с аккумуляторной батареей (не изображено).
Повторитель-усилитель 17, расходомер (ротаметр) 1, пневмокнопка 13 включения клапана 12 подачи одного из газов в маску 6 и клапан 12 подачи одного из газов в маску 6 выполнены с возможностью управления и контроля потока кислорода или воздуха, а другой повторитель-усилитель 18 и расходомер (ротаметр) 2, выполнены с возможностью управления и контроля потока инертного газа, например, ксенона или гелия. Баллоны 7, 8 имеют на выходе редукторы 21, 22 давления и манометры 23, 24 для обеспечения подачи в аппарат газа с постоянным давлением, неизменным по мере отбора газа из баллонов 7, 8. Ввод смеси в маску 6 происходит через блок 25 клапанов, который может быть встроен в аппарат, для обеспечения вдоха смеси из аппарата и выдоха отработанной смеси в атмосферу или в блок улавливания ксенона (не изображен). Параллельно маске 6 к выходу ротаметров 1, 2 подключается эластичный герметичный дыхательный мешок 26.
Конкретный состав (исполнение) элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры предпочтительно выбирается из серийно выпускаемых логических пневмоэлементов и может быть различным. В частности могут быть использованы пневмотумблер АМИЕ.306242004-02, пневмокнопка АМИЕ. 303659.006, повторитель-усилитель АМИЕ.426214.001-01, смеситель АМИЕ.426215.027, модуль 426212.008, клапан АМИЕ.306577.022, задатчик АМИЕ.336562.016, блок клапанов АМИЕ.426213.015.
Портативный наркозно-дыхательный аппарат работает следующим образом.
В медицинском лечебном учреждении аппарат переносится нужное помещение. При отсутствии возможности транспортирования пациента в стационарное лечебное учреждение врач МЧС или скорой помощи может провести необходимую или, по меньшей мере, предварительную процедуру или операцию на месте. Аппарат доставляется любым видом транспорта и
легко переносится на позицию, обеспечивающую проведение наркоза. Функционирование аппарата осуществляется по объемному принципу непрерывного потока с активным вдохом и заключается в формировании и подаче к пользователю дыхательной среды заранее приготовленного состава. Для подачи газов к соединителям (штуцерам) 19, 20 аппарата могут подсоединяться гибкими трубопроводами (шлангами) как переносные баллоны 7, 8, закрепляемые на аппарате, так и стационарные, если они имеются на месте операции. В зависимости от вида процедуры и наличия различных газов на месте ее проведения, могут быть в разнообразных сочетаниях использованы баллоны 7, 8 с дыхательным газом (кислородом или воздухом), с ксеноном, с гелием, с другим инертным газом, со смесью дыхательного газа с одним или с двумя инертными газами в различных соотношениях, или с закисью азота (N 2О). Ниже работа аппарата описывается на примере использования кислорода (О2) и ксенона (Хе) для общей анестезии.
После премедикации, вводного наркоза, интубации, производится денитрогенизация кислородом. Для этого пневмотумблер 10 переключается в положение, соответствующее подаче кислорода из баллона 23, а пневмокнопка 13 удерживается в нажатом состоянии. При этом кислород поступает в маску 6 через клапан 12 минуя смеситель 11 и ротаметры 1, 2 из баллона 23 с кислородом в течение 3-5 мин. После этого пневмокнопка 13 отпускается и через повторители-усилители 17, 18 кислород и ксенон поступают из баллонов 23, 24 в смеситель 11 с расходом и давлением, определяемым положением рукоятки управления, связанной с задатчиком 14, который управляет повторителями-усилителями 17, 18 через пневмопреобразователи 15, 16. Процентное соотношение кислорода и ксенона определяется положением рукоятки управления, связанной со смесителем 11. По ротаметрам 1, 2 врач визуально контролирует параметры кислорода и ксенона, поступающего в дыхательный мешок 25. При вдохе пациента мешок 25 опорожняется, при выдохе - наполняется. При необходимости рукоятками 3, 4 управления могут быть оперативно отрегулированы расход, давление и соотношение кислорода и ксенона в смеси. По достижении хирургической стадии осуществляется переход на минимальный газоток Хе:О 2. При достижении устойчивого равновесия
ксеноновой анестезии в соотношении Хе:О2 (например, 70:30), поток ксенона снижается и остается таким до конца операции. В конце анестезии производится вымывание ксенона из альвеолярного пространства легких кислородом или воздухом в течение 4-5 мин. Для этого пневмокнопка 13 вновь удерживается в нажатом состоянии. При этом кислород поступает в маску 6 минуя смеситель 11 и ротаметры 1,2 из баллона 23 с кислородом в течение 4-5 мин.
Аппарат позволяет достичь высокой точности измерения параметров, не требует электроэнергии, имеет объем и вес, обеспечивающие переноску человеком.
Таким образом, создан портативный наркозно-дыхательный аппарат, предназначенный для проведения анестезиологического пособия при хирургических вмешательствах разного профиля любой сложности и продолжительности, отвечающий требованиям безопасности пациента и медперсонала, а также расширен арсенал портативных наркозно-дыхательных аппаратов.
При этом обеспечены минимальные габариты и вес аппарата с одновременным повышением виброударопрочности и защищенности от вандализма за счет оптимальной компоновки оборудования в корпусе, исключающей использование не жестких внутренних трубопроводов между элементами пневмоаппаратуры и, следовательно, отсутствие пересечений внутренних трубопроводов, обеспечена надежность, т.к. все элементы пневмоаппаратуры соединены внутренними каналами панели и тем самым снижена вероятность возникновения утечек в их соединениях, расширены функциональные возможности для предварительной и завершающей вентиляции дыхательных путей дыхательным газом и проведения анестезии смесью с последнего с инертными газами, расширены функциональные возможности для контроля и управления параметрами анестезирующей смеси в процессе анестезии, обеспечена оперативная и удобная перенастройка для изменения соотношения анестетика и дыхательного газа (кислорода или воздуха).
Портативный наркозно-дыхательный аппарат может получить широкое использование в силу своей высокой прочности и, следовательно, транспортабельности. В силу портативности, небольшого веса и высокой надежности аппарат можно будет применять в военных госпиталях в чрезвычайных условиях работы и медицине катастроф. Портативный наркозно-дыхательный аппарат может быть эффективно использован в военно-полевой хирургии и акушерстве.
Экономический анализ работы аппарата в режиме ингаляционной анестезии показал достаточно быструю его окупаемость.
Источники информации:
1. SU №1664330, 1991.
2. RU №17267, 2001 - (прототип).
1. Портативный аппарат ингаляционного наркоза, с одной стороны которого размещены расходомеры и рукоятки управления, а также соединитель, подключенный гибким трубопроводом к дыхательной маске пациента, а с другой стороны размещены посадочные места для сменных переносных баллонов, при этом во внутреннем объеме аппарата размещены элементы запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, выполненные с возможностью регулирования, с помощью упомянутых рукояток, количества и процентного соотношения газов, подаваемых в маску, и установленные на одной стороне многослойной коммутационно-монтажной панели, в средней части которой расположены два расходомера, а внутри выполнены каналы для соединения элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры, баллонов и маски.
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве элементов запорно-регулирующей пневмоаппаратуры на коммутационно-монтажной панели одной стороны от расходомеров размещены пусковой пневмотумблер с ручным управлением для включения подачи сжатого газа в аппарат, смеситель с ручным управлением, выполненный с возможностью регулирования соотношения содержания газов в смеси, и пневмоуправляемый клапан непосредственной подачи одного из газов в маску, а с другой стороны - пневмокнопка включения клапана подачи одного из газов в маску, задатчик давления и расхода газов с ручным управлением, а также пневмоуправляемый двухступенчатый модуль управления и два пневмоуправляемых повторителя-усилителя.
3. Аппарат по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что пусковой пневмотумблер соединен с каналом подвода одного из сжатых газов, пневмокнопкой, задатчиком давления и расхода, клапаном подачи одного из газов в маску, двухступенчатым модулем и одним из повторителей-усилителей, второй из которых связан с каналом подвода другого газа, при этом смеситель соединен с повторителями-усилителями и с расходомерами, клапан подачи одного из газов в маску соединен с пневмокнопкой и с маской, а задатчик давления и расхода подключен к пневмомодулю, связанному с пневмокнопкой.
4. Аппарат по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что расходомеры выполнены в виде параллельно установленных ротаметров с прозрачной трубкой, поплавком и вертикальной отсчетной шкалой.
5. Аппарат по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что расходомеры выполнены в виде электрических датчиков расхода с автономным источником питания, например, с аккумуляторной батареей.
6. Аппарат по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что один повторитель-усилитель, расходомер, пневмокнопка включения клапана подачи одного из газов в маску и клапан подачи одного из газов в маску выполнены с возможностью управления и контроля потока кислорода или воздуха, а другой повторитель-усилитель и расходомер выполнены с возможностью управления и контроля потока инертного газа, например, ксенона или гелия.
