ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВО  –  МОЁ ПОЛЕЗНОЕ УВЛЕЧЕНИЕ

Портативное устройство индивидуального пользования для оказания экстренной помощи, защиты органов дыхания человека и комплексной подготовки вдыхаемой воздушной смеси

A62B 37/00

Изобретение относится к областям: экологической безопасности и экстренной помощи, а именно — способам и техническим средствам, предназначенным для реализации воздействий на организм человека путем изменения параметров вдыхаемой газовой среды, а так же проведения комплекса мер обеспечения безопасности в кризисных ситуациях.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Портативное устройство индивидуального пользования для оказания экстренной помощи и защиты органов дыхания человека посредством комплексной подготовки вдыхаемой воздушной смеси характеризующееся тем, что внешнее устройство управления и связи, снабжённое соответствующим программным обеспечением, связано каналом передачи электросигналов с управляющей электропитанием оборудования устройства электроплатой рабочего блока имеющего корпус, выполненный с возможностью размещения: электроаккумулятора, источника высокого напряжения, динамика тревоги, тревожной кнопки, клавиш управления электропитанием, а так же объединенных в едином воздуховодном канале: блока кулеров подачи воздуха, льняного фильтра грубой очистки, пластинчатого электро-фильтра тонкой очистки, ионизатора с подогреваемым игольчатым катодом, работающего при низкой напряженности электрополя, револьверного проточного испарителя фитонцидов, ингалятора и контейнера для ингаляционных веществ; корпус соединенный газовой трубкой с ёмкостью подачи кислорода, так же, связан воздуховодной трубкой и кабелем передачи электросигнала с датчиком давления канюли направленной подачи воздуха для назального применения, закрепленной на фиксирующем оголовье, снабженном разговорной гарнитурой.

Разработка предназначена для бытового применения в общественных местах, душных помещениях и местах с существенным загрязнением воздуха, а так же для оказания мер экстренной помощи пострадавшим в кризисных ситуациях (напр. сердечного приступа, гипертонического криза, приступа удушья, потери памяти и т.п.).

Заявляемое техническое решение может быть рекомендовано для использования:
Людям с патологиями: сердца, кровеносной системы, дыхательных путей и памяти;
Людям с аллергиями на взвешенные в воздухе аллергены (пыльцу, шерсть и т.п.);
Людям, посещающим места сильного запыления или задымления;
Людям, посещающим общественные места в период вирусных эпидемий;
Людям с непереносимостью к запахам;
Детям и женщинам, посещающим незнакомые или безлюдные места поздно вечером.

Так же устройство может применяться с целью снятия головной боли и в целом обезболивания. Процесса реабилитации и профилактики некоторых заболеваний.

Возможно применение устройства (без кислородного блока либо при отсутствии открытого пламени) при эвакуации из зоны пожара, а так же последующего снятия стресса и восстановления дыхания.

Задачей изобретения является:
Реализация удобного компактного пригодного для постоянного ношения с собой не только взрослыми, но и детьми — устройства, обеспечивающего, при этом, полный комплекс самых необходимых мер по:  Улучшению самочувствия и настроения человека, Укреплению его иммунитета, Защите от респираторных отравлений и вирусных инфекций, Своевременному оказанию экстренной помощи в случае приступа и др. кризисных ситуациях, особенно людям с патологиями.

Поставленная задача решается тем что, благодаря предусмотренной возможности смены режимов работы и комбинации функций компонентов, компактное устройство способно:

1. обеспечить мгновенный вызов помощи в кризисной ситуации;
2. коротко и чётко перечислить пострадавшему его индивидуальные меры само-спасения;
3. быстро перенасытить кровь кислородом и разжижить ее;
4. расширить сосуды;
5. оказать обезболивающий и успокаивающий эффект;
6. самостоятельно купировать приступ легкой формы;
7. обеспечить удаленное общение врача с пострадавшим;
8. указать точное местоположение пострадавшего (окружающим и мед.бригаде);
9. сообщить, оказывающим первую помощь, необходимую информацию о пострадавшем;
10. способствовать восстановлению дыхания;
11. эффективно улавливать: аллергены, аэрозоли, микропыль, дым и вирусы;
12. оказывать противовирусное и антибактериальное действие на верхние дыхательные пути;
13. стимулировать системы защиты и местный иммунитет верхних дыхательных путей;
14. эффективно способствовать выведению токсинов из организма;
15. оказывать общеукрепляющее действие;
16. оказывать тонизирующее действие;
17. способствовать профилактике и лечению многих заболеваний;
18. применяться в процессе реабилитации.

Действие заявляемого устройства основано на:

1. эффекте воздействия на организм человека ионизированного воздуха;
2. эффекте воздействия на организм человека некоторых эфирных масел;
3. эффекте воздействия на организм человека газа озона;
4. полной очистке вдыхаемого воздуха от твёрдых взвесей;
5. запрограммированном алгоритме «автономных» действий устройства в экстренной ситуации.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение является:

— Подача сигнала о помощи (местного и SMS) при нажатии кнопки «тревога»;
— Подача для дыхания, при нажатии кнопки «тревога», специальной (предустановленных параметров) воздушной смеси (напр.: озона (0,01 мг/л в теч. 5 сек.), отрицательных ионов кислорода (1млн. в 1 куб.см воздуха), эфирное масло Базилика);
— Подача, по команде, воздушной смеси с уровнем кислорода (30% и более);
— Подача в органы дыхания подготовленной воздушной смеси в объеме 30л/мин;
— Отсутствие в подаваемой устройством для дыхания воздушной смеси взвешенных частиц размером до 0,001мкм;
— Наличие в подаваемой для дыхания воздушной смеси отрицательных ионов кислорода (3000 и более в 1 куб.см воздуха);
— Наличие в подаваемой воздушной смеси ощутимых обонянием человека эфирных масел;
— Повышение, по команде, уровня озона в подаваемой воздушной смеси до (0,16 мг/м³).

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 –  общий вид
Фигура 2 –  компоновка оборудования

1. Внешнее устройство управления и связи: обработки и фиксации данных, определения местоположения, обеспечения пересылки данных, управления функциями, подачи сигнала тревоги;
2. Электроаккумулятор;
3. Фонарь/вспышка;
4. Видеокамера;
5. Тревожная кнопка;
6. Динамик тревоги;
7. Клавиши управления электропитанием;
8. Ингалятор;
9. Испаритель фитонцидов;
10. Грубый фильтр воздуха;
11. Источник высокого напряжения;
12. Ионизатор кислорода;
13. Блок кулеров подачи воздуха;
14. Электро-фильтр;
15. Трубка подачи воздушной смеси с проводом передачи электросигнала;
16. Канюля подачи подготовленной воздушной смеси;
17. Гибкий фиксатор канюли;
18. Микрофон;
19. Динамики (наушников);
20. Датчики контроля состояния человека;
21. Датчик давления (дыхания);
22. Область всасывания воздуха;
23. Фиксирующее оголовье;
24. Контейнер для ингаляционных веществ;
25. Управляющая электроплата устройства.

Фигура 3 –  кислородный блок

1. сосуд Дьюара;
2. заглушка;
3. корпус теплоизолированный;
4. трубка подачи испаряющегося естественным образом кислорода;
5. постоянный магнит

Фигура 4 – элементы управления

9 — испаритель фитонцидов;
7 – клавиши управления;
5 – кнопка тревоги;
1 – смартфон (внешнее управляющее устройство).

Фигура 5 – принципиальная схема устройства
Фигура 6 –  канюля подачи воздушной смеси
 

Описание работы заявляемого устройства:

а) Комплексная обработка подаваемого воздуха
Заявляемое устройство разными способами (с максимально-возможным приближением) делает с воздушной смесью то же, что делает и лес в естественных условиях:
— очищает от взвесей и вредных примесей (в т.ч. вирусов, пыли, дыма, аллергенов);
— обогащает воздушную смесь кислородом (более 21%);
— обогащает воздух отрицательными ионами кислорода (3-5тыс. в 1 см. куб);
— обогащает воздух фитонцидами (разными – как и в лесу).
Тем самым, устраняет следы антропогенного влияния, придавая вдыхаемой воздушной смеси свойства, являющиеся естественными для человека, а так же существенно снижает возможность инфицирования и отравления человека через дыхание.

А именно. Воздушная смесь всасывается блоком кулеров через грубый фильтр, очищающий воздух от пыли, москитов, аллергенов. И под давлением, компенсирующим аэродинамическое сопротивление системы, подается в область ионизации.
Для осуществления функций ионизации и электрофильтрации подаваемой воздушной смеси, в заявляемом устройстве применяется источник высокого напряжения (ИВН) (11 на фиг.№2) имеющий ориентировочные параметры выходного тока: напряжение 10-12кВ, сила тока 20-30мА. Причём – в обычном режиме работы на ИВН подаётся входящее напряжение тока в (1V)  30%  от максимального, а в случае экстренной ситуации угрожающей жизни человека на ИВН подаётся максимальное допустимое напряжение (3V) – соответственно, больше становится и выходное напряжение, что приводит к сильной ионизации подаваемой смеси и большому количеству генерируемого катодом ионизатора газа Озона.

С целью осуществления охлаждения — ИВН помещён в область всасывания воздуха устройством, т.е. его радиатор постоянно обдувается. Электробезопасность устройства осуществляется: а) очень малой силой тока; б) собственной (заводской) изоляцией корпуса ИВН; в) размещением излучающего катода на расстояние не менее 10мм от внешней поверхности корпуса устройства; г) диэлектрическим корпусом заявляемого устройства, д) отключающим питание разъёмным контактом на вскрытие крышки устройства.

Ионизатор, излучая электроны повышенной энергии (1-9эВ) способные присоединиться к молекуле кислорода (создав отрицательный ион кислорода) и не способные (в силу своей малой энергии) создавать ионы положительные – отрицательно ионизирует исключительно кислород, заряжает мельчайшие взвеси, и повышает % усвоения легкими кислорода из вдыхаемой воздушной смеси. Далее ионизированная смесь попадет в область действия направленного электрополя (область тонкой очистки). Электрофильтр задерживает: микропыль, дым, аэрозоли, вирусы. После чего, проходит через полость контейнера ингаляционных веществ, где (при необходимости) приобретает дополнительные лечебные свойства. Проходя через область испарения фитонцидов, смесь насыщается т.н. «природными антибиотиками» и приятными ароматами.

Испаритель фитонцидов (9 на фиг.№2 и фиг.№4) в заявляемом устройстве используется для насыщения вдыхаемой воздушной смеси парами ароматических и лечебных веществ. Представляет собой, автоматически или вручную, поворачиваемый по направляющему кольцу скольжения корпуса (аналогичный револьверному барабану) барабан с полостями  для впитывающих патронов, пропитанных необходимыми эфирными маслами. Поворот барабана размещает в ствол воздуховода один или два патрона, с поверхности которых выветриванием и происходит испарение заданных веществ.
Например:
— масло базилика является мощным успокоительным средством и обладает спазмолитическим и антибактериальным средством. В сочетании с эвкалиптом, масло базилика значительно повышает свои антимикробные свойства;
— эвкалипт является мощным противомикробным и противовирусным средством, которое применяется для отпугивания кровососущих насекомых;
— монарда + кипарис — антибактериальное и антимикробное;
— лимон обладает выраженными гипогликемическими свойствами и снижает холестерин,
аромат этого фрукта является прекрасным противовирусным препаратом, его применяют при мигренях, прекрасно показал себя при профилактике гриппа и других вирусных заболеваниях;
— запах апельсина поднимает настроение, снимает усталость и помогает при тревоге и бессоннице, эфирное масло апельсина стимулирует пищеварение и стабилизирует сердечную деятельность;
— масло бергамота эффективно снижает жар, и является средством борьбы с грибками, прекрасно повышает творческий потенциал, усиливает аппетит;
— аромат лаванды снимает нервное напряжение, устраняет депрессию, борется со страхами и истерией;
— герань известна желчегонным, противовоспалительным, гепатозащитным и спазмолитическим свойствами.
Возможно, дополнительно, (используя встроенное электромагнитное устройство поворота) предусмотреть автоматическое заданное поворачивание барабана с целью достижения:  комплексных ароматических эффектов, применения вспомогательных ингаляций в экстренных ситуациях без участия пострадавшего и т.п.

Далее по воздуховодной трубке, подготовленная смесь подается в канюлю. Канюля формирует две направленные воздушные струи прямо в ноздри человека, создавая, тем самым, в области вдоха избыточное давление подготовленной воздушной смеси. Задача датчика давления – отслеживание и синхронизация с дыханием работы системы подачи воздуха.

Дополнительно (при подключении кислородного блока) через предусмотренный в корпусе отвод по воздуховодной трубке из кислородного блока в область всасывания поступает кислород, чем осуществляется повышение в подаваемой для дыхания смеси уровня кислорода.

При использовании заявляемого устройства в комплекте с простой марлевой повязкой на лице (при подаче подготовленной смеси под маску), в области вдоха создаётся повышенное давление и вероятность попадания в дыхательные пути человека аллергенов или вирусов сводится практически к нулю.

В процессе эксплуатации может производиться очистка либо замена фильтрующих элементов по мере их загрязнения. Частота смены фильтрующих элементов зависит от условий эксплуатации и определяется пользователем.

б) Комплекс мер обеспечения безопасности в экстренных ситуациях
При возникновении кризисной ситуации (в т.ч. в случае приступа или растерянности), человек нажимает на приборе большую красную кнопку с надписью «SOS». В результате чего, на управляющее устройство подается сигнал активации протокола «тревога» и соответствующее программное приложение (предварительно установленное на управляющее устройство) выполняет комплекс установленных операций. А именно:
— мгновенно подает сигнал о необходимой помощи: 1.звуковой для окружающих (посредством динамика тревоги), 2.SMS для определенных абонентов (в т.ч. скорой) с описанием проблемы и указанием местонахождения человека;
— осуществляет (заданное) лекарственное воздействие:  а) ингаляция лек.средств (напр. нитроглицерина в случае приступа удушья);  б) «озоновый вдох» (кратковременное повышение концентрации озона во вдыхаемой смеси до 0,01 мг/л в теч. 5 сек.) при сердечном приступе (заставляет человека закашляться – что может остановить приступ, так же перенасыщает на 200% и более кровь кислородом, разжижает кровь, расширяет сосуды, обезболивает);
— повышает уровень кислорода в дыхательной смеси;
— усиливает ионизацию воздушной дыхательной смеси;
— осуществляет обезболивание и успокаивающую ароматерапию;
— на экран смартфона (для людей, оказывающих первую помощь) выводится необходимая информация (в т.ч.:  контактная информация о человеке, его потенциальная патология, наличие аллергий, что необходимо делать и т.д.).

Тем самым сокращая время ожидания, до оказания первой помощи и увеличивая время до наступления кислородного голодания у пострадавшего.

в) управление устройством
Клавиши управления устройства (5 и 7 на фиг.№2 и фиг.№4), замыкая соответствующую электроцепь, включают соответствующее оборудование устройства.

Внешним устройством управления и связи (1 на фиг.№2 и фиг.№4) для заявляемого устройства предусматривается смартфон пользователя устройства (модель и марка смартфона роли не играют), с предустановленным на него специальным программным обеспечением (мобильным приложением), подобным программам, устанавливаемым на фитнес-браслеты, смарт-часы и смартфоны для: работы с датчиками состояния, обработки полученных данных и генерации рекомендаций.

Крепится смартфон на корпус устройства любым способом (на магнит, в футляр и т.п.).
Двусторонняя связь между устройством (управляющей платой) и смартфоном может осуществляться: а) по кабелю; б) по блю-туз.

В функции внешнего управляющего устройства входят:
— работа с датчиками устройства; сбор данных; формирование анамнеза и рекомендаций;
— связь пострадавшего со службами помощи;
— определение местоположения пострадавшего;
— осуществление алгоритма мер экстренной помощи — а) при нажатии тревожной кнопки; б) при зафиксированной датчиками угрозе жизни человека (сильный скачок давления, существенное отклонение от нормы показателей пульса или дыхания; высокая (слишком низкая) температура тела и т.п.);
— осуществление запрограммированных режимов работы устройства.

г) Мониторинг состояния человека
Для расширения функциональных возможностей в заявляемое устройство (часть, контактирующую с открытым телом человека – в корпус устройства и фиксирующее оголовье) могут быть интегрированы датчики контроля состояния — аналогичные датчикам, устанавливаемым в т.н. фитнес-браслеты и смарт-часы. Передающие (по электрокабелю и(или) блю-туз) на управляющее устройство собранные данные. Специальным программным обеспечением (мобильным приложением, аналогичным устанавливаемым на фитнес-браслеты и смартфоны) установленным на управляющее устройство, данные собираются и обрабатываются. На основании показаний датчиков: формируется анамнез и свод рекомендаций, а также активируется протокол экстренной помощи в случае угрозы жизни (отсутствия пульса, отсутствия дыхания, скачка давления, опасно высокой температуры, падения человека и т.п.).

С этой целью в устройство встраиваются (подключаются) датчики:
— температуры кожи;
— пульсооксиметр (измерение уровня кислорода в крови, сердечного ритма (пульса) и давления);
— датчик ЭКГ (с тремя электродами на корпусе устройства и, возможно, одним выносным);
— датчик BIA (параметры телосложения);
— гироскоп (фиксирует падение и сон);
— датчик света (отслеживание режима сна, включение освещения в тёмных местах, поможет при поиске пострадавшего);

С целью синхронизации подачи устройством воздушной смеси с фазами дыхания человека, в наконечнике подающей канюли, встроен датчик давления газа в области дыхания. Для повышения точности синхронизации, может использоваться управляющее устройство с предустановленным специальным программным обеспечением цифрового адаптивного управления  (аналогичным ПО аппаратов ИВЛ).

Встроенная видеокамера устройства (4 на Фигуре 2) может применяться при удаленном первичном осмотре пострадавшего.

д) Возможность разговора
Благодаря наличию наушников и микрофона (разговорной гарнитуры), реализуется возможность удобного общения по мобильной связи в условиях шумной среды, движения либо приступа.

Изобретение поясняется чертежами и содержит четыре основных узла: Система подачи; Рабочий блок; Кислородный блок; Устройство управления и связи.

а) Система подачи подготовленной воздушной смеси (внешне похожа на гарнитуру) состоит из:
— упругое оголовье (удерживает канюлю в установленном положении) (23 на Фигуре 2);
— гибкий фиксатор (закреплен на оголовье) (17 на Фигуре 2);
— воздуховодная трубка с проводом передачи электросигнала (15 на Фигуре 2);
— канюля (оконечник воздуховодной трубки, направляющий воздушную струю в ноздри) (16 на Фигуре 2) с встроенным датчиком давления (21 на Фигуре 2);
— датчики контроля состояния (размещаются на оголовье, в контакте с кожей человека) (участвуют в считывании:  температуры, пульса, сатурации, давления) (20 на Фигуре 2);
— динамики наушников (размещены на оголовье) (19 на Фигуре 2);
— микрофон для разговора (размещается на канюле) (18 на Фигуре 2).

б) Рабочий блок подготовки воздушной смеси представляет собой корпус (габаритами прим. 160х120х50мм) в котором и на котором размещены:
— электроаккумулятор (прим. 3,7v на 30 000 mAh) (2 на Фигуре 2);
— источник высокого напряжения (прим. 7кВ) (11 на Фигуре 2);
— блок кулеров высокого давления (прим. 6шт. подающих в систему прим. 30л/мин. воздуха) (13 на Фигуре 2);
— ионизатор (генератор отрицательных ионов кислорода) (12 на Фигуре 2);
— электрофильтр (сост. из отталкивающих и осадительных электродов) (14 на Фигуре 2);
— испаритель фитонцидов (барабанный, поворачиваемый рукой, либо электромагнитом) (9 на Фигуре 2);
— дозовый ингалятор (8 на Фигуре 2) (механический или ультразвуковой);
— контейнер для ингаляционных веществ (24 на Фигуре 2);
— грубый (льняной) фильтр (10 на Фигуре 2);
— динамик тревоги (6 на Фигуре 2);
— тревожная кнопка (5 на Фигуре 2) (подает сигнал на мобильное устройство об инициации протокола «тревога»);
— клавиши управления электропитанием (1.питание прибора, 2.активация функции «повышения содержания кислорода в дыхательной газовой смеси», 3.активация функции «повышения содержания озона в дыхательной газовой смеси») (7 на Фигуре 2);
— фонарик (с клавишей включения) (3 на Фигуре 2);
— управляющая электроплата устройства (25 на Фигуре 2);
— область всасывания воздуха (22 на Фигуре 2).

в) Отдельный присоединяемый кислородный блок содержащий:
— теплоизолированный корпус (прим. 160х50х50мм) (28 на Фигуре 3);
— ёмкость Дьюара 100мл (26 на Фигуре 3);
— постоянный магнит (30 на Фигуре 3);
— заглушку (27 на Фигуре 3);
— трубку подачи испаряющегося естественным образом кислорода (29 на Фигуре 3).

г) Внешнее устройство управления и связи (обработки и фиксации данных, определения местоположения, обеспечения пересылки данных, управления функциями, подачи сигнала тревоги) (1 на Фигуре 2) представляет собой любой подключенный к устройству смартфон, снабженный специальным программным обеспечением.

Все компоненты составляют единый прибор (заявляемое устройство) согласно компоновке оборудования на Фигурах 2 и 3.