Гипоксикаторы, или аппараты для создания гипоксии в организме человека, имеют почти двухсотлетнюю историю.

Нормобарические гипоксикаторы, как видно из самого названия, обеспечивают дыхание гипоксическим воздухом при нормальном, т.е. при обычном атмосферном, давлении. Эти гипоксикаторы можно разделить на два класса: гипоксикаторы-гиперкапникаторы и собственно гипоксикаторы.

Гипоксикаторы-гиперкапникаторы основаны на принципе ререспирации, т. е. на повторном вдыхании пациентом выдохнутого им воздуха. В этих аппаратах вдыхаемый пациентом воздух является не только гипоксическим (т.е. содержит уменьшенное количество кислорода), но и гиперкапническим (содержит увеличенное количество углекислого газа). Степень как гипоксии, так и гиперкапнии обычно не контролируется или контролируется весьма приблизительно.

Выработка гипоксически-гиперкапнического воздуха может быть облегчена за счет различных конструкций, создающих искусственное сопротивление дыханию или/и дополнительное мертвое пространство (дополнительное дыхательное пространство). При возвратном дыхании (ререспирации) через это пространство или при создании искусственного сопротивления дыханию естественным образом нарастает как гипоксия, так и неразрывно связанная с ней гиперкапния.

Для создания искусственного сопротивления дыханию предложены сотни различных конструкций.

Обычно это короткая трубка наподобие курительной, в которой тем или иным способом (отверстия, клапаны) создается сопротивление дыханию, часто регулируемое. В далеком XIX веке, в первом в этом направлении патенте США (№ 3079, 1843 г.) в трубке предусматривались сменные вставки для регулирования сопротивления дыханию, а также клапан, которым создавалось большее сопротивление выдоху, чем вдоху. Хотя первые такие конструкции были предложены еще почти два столетия тому назад, интерес к ним сохраняется до сих пор и, видимо, будет сохраняться еще столетиями. Это можно объяснить, с одной стороны, относительной простотой таких конструкций, а с другой стороны, некоторым положительным эффектом, который дает использование практически любой конструкции, создающей сопротивление выдоху и/или вдоху (т.е. гипоксию-гиперкапнию), независимо от того, является ли данная конструкция действительно оригинальной. Общим недостатком гипоксикаторов этого направления является возможность получения только гипоксически-гиперкапнической газовой смеси, причем по мере снижения концентрации кислорода в смеси процесс дыхания затрудняется, уменьшается его комфортность.

Другим направлением создания гипоксикаторов являются такие аппараты, которые позволяют получать не гипоксически-гиперкапническую, а чисто гипоксическую газовую смесь. Это направление разделяется на две ветви: гипоксикаторы ререспираторного типа, вырабатывающие газовую смесь с использованием возвратного дыхания пациента, и гипоксикаторы генераторного типа, независимо от пациента вырабатывающие чистую гипоксическую газовую смесь.

Гипоксикаторы ререспираторного типа (или гипоксикаторы-ререспираторы) ведут свою историю от французского физиолога Поля Бэра, который в своей книге "Барометрическое давление: экспериментальные физиологические исследования" (1878 г.) использовал следующую методику получения гипоксических газовых смесей. Исследуемое животное дышало через маску воздухом из резинового мешка. С помощью клапанов вдох производился из резинового мешка через сосуд с водой, а выдох - в резиновый мешок через сосуд со щелочью. Щелочь связывала углекислый газ, так что экспериментальное животное дышало номинально чистой гипоксической газовой смесью.

В последние десятилетия было предложено особенно много усовершенствованных конструкций гипоксикатора-ререспиратора. Американский изобретатель М. Хенкин (патенты США 4086923, 1978г.; 4210137, 1980г.; 4334533,1982г.) предложил несколько конструкций гипоксикатора-ререспиратора, пригодных для использования спортсменами. Конструкция крепится к плечам как ранец, и спортсмен во время бега дышит гипоксическим воздухом. Конструкция включает картридж с поглотителем углекислого газа, а также регулятор сечения элемента, соединяющего дыхательное пространство с атмосферой, т.е. регулятор степени гипоксии.

Из многочисленных предложенных конструкций гипоксикатора-ререспиратора наибольшее практическое применение получил гипоксикатор проф. Р.Б. Стрелкова, состоящий из корпуса с поглотителем СО₂, имеющего два патрубка, к одному из которых присоединяется дыхательный мешок, а к другому - лицевая маска. Второй патрубок имеет несколько отверстий, при надевании маски на этот патрубок количество открытых отверстий можно регулировать, тем самым регулируется степень гипоксии. Гипоксикатор Р.Б. Стрелкова, хотя и рассчитан на проведение одного курса гипокситерапии (абсорбент приходит в негодность), но имеет небольшие габариты и удобен в использовании.

Недостатком гипоксикатора-ререспиратора, общим для всех его конструкций, является невозможность точного регулирования концентрации кислорода во вдыхаемой газовой смеси.

Вторым направлением рассматриваемой аппаратуры являются гипоксикаторы генераторного типа, т.е. аппараты, независимо от пациента вырабатывающие чистую гипоксическую газовую смесь.

Чистые гипоксические азотно-кислородные газовые смеси первоначально получали с использованием баллонов: разбавляли воздух азотом из баллона (Дрейер, 1920г.) - этот метод применяется еще и сейчас; смешивали баллонный азот с баллонным же кислородом - такой метод менее практичен и сейчас забыт.

В последние десятилетия появились новые методы, позволяющие получать гипоксические газовые смеси непосредственно из воздуха, без использования баллонов:
- разделение воздуха с помощью газоразделительных мембран,
- высокотемпературный электролиз воздуха с помощью твердых электролитов,
- адсорбция кислорода воздуха с помощью углеродных адсорбентов, цеолитов и пр.

В настоящее время наиболее освоенными и проверенными годами практической эксплуатации являются гипоксикаторы генераторного типа, основанные на разделении воздуха с помощью газоразделительных мембран. Гипоксикатор такого типа, упрощенно говоря, состоит из воздушного компрессора и мембранного блока. Мембранный блок разделяет сжатый воздух на два потока: воздух, обогащенный кислородом (в гипоксикаторе обычно не используется) и воздух, обедненный кислородом (поступает пациентам для дыхания).

Рассмотрим гипоксикатор - установку для гипокситерапии "Био-Нова-204". Эта установка рассчитана на одновременное проведение гипокситерапии одним - четырьмя пациентами. Устанавливаемые концентрации кислорода обычно 10% и 12% (две наиболее терапевтически значимые концентрации), могут устанавливаться и другие значения концентрации кислорода. Установка имеет надежную запатентованную систему контроля концентрации кислорода и систему самотестирования. Каждому пациенту задается индивидуальная программа дыхания. Существуют модификации установки "Био-Нова-204": по количеству пациентов (1, 2, 4, 8), по задаваемой концентрации кислорода (например, диапазон от 9 до 16%), по оснащению дополнительными стандартными приборами и пр. Во время сеанса гипокситерапии каждый пациент часть времени (многократно, по несколько минут) дышит через маску гипоксической газовой смесью ("горным воздухом"), а часть времени, отстранив маску, отдыхает. При этом он руководствуется сигналами, отображаемыми на дисплее (экране, индикаторе), находящемся перед ним. Программы дыхания, вырабатывающие соответствующие сигналы на дисплее, задаются медсестрой. Установка комплектуется магнитолой и аудиокассетами с записями специально подобранной музыки.

Установка для гипокситерапии четырехместная с индивидуальным заданием и индикацией программ дыхания "Био-Нова-204"

Установки для гипокситерапии "Био-Нова-204" работают в различных регионах России, от Псковской области до Сахалина, а также и в дальнем зарубежье. Например, в Новой Зеландии эти установки используется не только для гипокситерпии, но и для гипоксических тренировок спортсменов мирового класса.

Потребители установки "Био-Нова-204" на основе многолетнего опыта работы с ней оценили ее высокие эксплуатационные качества, надежность и гарантированную точность задания концентрации кислорода в подаваемой пациентам гипоксической газовой смеси.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "БИО-НОВА"
Разработчик и производитель установок для гипокситерапии "Горный воздух".
Лицензия ФС-99-04-001662.

125319, г. Москва, 1-я Аэропортовская ул., 5; тел./факс: (499) 193 2556, тел. (495) 928 7147;
e-mail: bionova@mail.ru

© 2016 НТО "БИО-НОВА". Все права защищены. Перепечатка и копирование материалов сайта разрешено только с размещением активной ссылки на публикуемый материал.