Устройство управления аппаратом искусственной вентиляции легких

 

Изобретение предназначено для управления аппаратами искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии и позволяет обеспечить высокую точность управления во всем частотном диапазоне проведения ИВЛ при упрощении конструкции устройства. Оно содержит генератор 1, формирователи 2-5. Генератор 1 содержит интегратор, выполненный на базе операционного усилителя, и триггер Шмитта, что позволяет плавным изменением напряжения в цепи интегратора ограничивать амплитуду выходного напряжения . Формирователь 2 управляет периодическим чередованием фаз вдоха и выдоха с заданными частотой и длительностью. Формирователь 3 управления режимом «Искусственный вздох управляет постоянной времени генератора 1, которая задает периодичность работы - через каждые 80-100 дыхательных циклов. Формирователь 4 осуществляет режим «Вспомогательную вентиляцию , т. е. осуществляет синхронное переключение аппарата ИВЛ при дыхательной попытке пациента с выдоха на вдох. Формирователь 5 управляет режимом «Пауза на вдохе, что расщиряет возможность аппарата ИВЛ. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. & (Л 00 о оо /г//. М. Sffa)(a фие

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ i Зоз i 61 ш 4 А 6! Н 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3831887/28-14 (22) 28. 12.84 (46) 15.04.87. Бюл. № 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (72) П. С. Кантор, В. В. Глухов и А. А. Тыклин (53) 615.472 (088.8) (56) Заявка ГДР № 245762, кл. А 61 М 11/00 опублик. 1982. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТОМ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ (57) Изобретение предназначено для управления аппаратами искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии и позволяет обеспечить высокую точность управления во всем частотном диапазоне проведения ИВЛ при упрощении конструкции устройства. Оно содержит генератор 1, формирователи 2 — 5.

Генератор 1 содержит интегратор, выполненный на базе операционного усилителя, и триггер Шмитта, что позволяет плавным изменением напряжения в цепи интегратора ограничивать амплитуду выходного напряжения. Формирователь 2 управляет периодическим чередованием фаз вдоха и выдоха с заданными частотой и длительностью. Формирователь 3 управления режимом «Искусственный вздох» управляет постоянной времени генератора 1, которая задает периоличность работы — через каждые 80 — 100 дыхательных циклов. Формирователь 4 осуществляет режим «Вспомогательную вентиляцию», т. е. осуществляет синхронное переключение аппарата ИВЛ при дыхательной попытке пациента с выдоха на вдох. Формирователь 5 управляет режимом «Пауза на вдохе», что расширяет возможность аппарата ИВЛ. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1303161

Изобретение относится к медицинской технике и может найти применение для управления аппаратами искусственной вентиляции легких (ИВЛ), используемых в отделениях анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии.

Целью изобретения является обеспечение высокой точности управления во всем частотном диапазоне проведения искусственной вентиляции легких при упрощении конструкции устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — блоксхема генератора прямоугольных импульсов.

Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя 2 сигналов управления частотой переключения фаз дыхательного цикла. Г1ервый выход формирователя 2 соединен с входом формирователя 3 сигнала управления режимом «Искуссвенный вздох», выходы которого подключены к входам генератора 1.

Второй выход формирователя 2 соединен с входом формирователя 4 сигнала управления режимом «Вспомогательная вентиляция», выход которого соединен с вторым входом формирователя 2. Устройство снабжено также формирователем 5 сигнала «Запрет вдоха», первый вход которого соединен с выходом генератора 1, второй вход соединен с первым выходом формирователя 2, а выход — с третьим входом формирователя 2.

Генератор 1 содержит (фиг. 2) интегратор 6, выполненный на базе операционного усилителя и триггер Шмитта 7. В цепь отрицательной обратной связи интегратора 6 включены сопротивление 8 и основной конденсатор 9, образующие врем язадающую цепь генератора 1. В цепь положительной обратной связи интегратора 6 включен потенциометр 10. Параллельно конденсатору 9 подключен дополнительный конденсатор !1, емкости обоих конденсаторов равны.

-Выполнение генератора 1 по указанной схеме позволяет плавным изменением напряжения в цепи положительной обратной связи интегратора 6 ограничивать амплитуду его выходного напряжения, что приводит к плавному изменению с любой точностью частоты прямоугольных импульсов на выходе генератора l.

Формирователь 2 сигналов управления частотой переключения фаз дыхательного цикла предназначен для осуществления основного режима работы аппарата И ВЛ, заключающегося в периодическом чередовании фаз вдоха и выдОха с заданной частотой переключения и заданным отношением длительностей выдоха и вдоха Включение в состав формирователя 2 трех последовательно включенных двоичных четырехразрядных счетчиков позволяет получить на выходых двух последних счетчиков последова!

О

l5

2 тельностей двоичного счета от О до 256.

Время прохождения этих последовательностей принято за длительность дыхательного цикла и пропорционально частоте прямоугольных импульсов на выходе генератора 1.

Формирователь 3 сигнала управления режимом «Искусственный вздох» предназначен для управления в этом режиме постоянной времени генератора 1, периодически осуществляя подклк)чение дополнительного конденсатора 11 параллельно основному конденсатору 9 генератора 1 и тем самым вдвое увеличивая ее за счет единства емкостей основного и дополнительного конденсаторов. Включение в состав формирователя 3 счетчика-делителя позволяет управлять периодичностьк) работы аппарата в режиме

«Искусственный вздох» в соответствии с медицинскими требованиями, т. е. через каждые 80 — -100 дыхательных циклов.

Применение формирователя 4 сигнала управления режимом «Вспомогательная вентиляция» позволяет осуществить синхронное с дыхательной попыткой пациента переключение аппарата ИВЛ с выдоха на вдох, а при отсутствии подобной попытки - — по сигналу с выхода счетчика времени, расположенного в формирователе 4.

Применение формирователя 5 сигнала

«Запрет вдоха» позволяет за счет получения на выходах внутреннего счетчика двоичной последовательности О 15 и H соответствии с входной последовательностью получить сигнал «0» и осуществить управление режимом «Пауза на вдохе» для чего сигнал

«О» подается на вход формирователя 2.

Устройство работает следующим образом.

В основном режиме (управление переключением фаз дыхательного цикла с заданной частотой и отношением длительностей выдоха и вдоха) перед включением аппарата ИВЛ устанавливают с помощью движка потенциометра 10 вью ранное значение частоты переключения фаз дыхательного цикла, а с помощью формирователя 2 заданное отношение длитсльHостей выдоха и вдоха. В момент включения аппарата ИВЛ на выходе интегратора 6 генератора 1 появляется пилообразное напряжение, амплитуда которого определяется напряжением на движке потенциометра 10 (+-U,), а на выходе генератора 1 появляются прямоугольные импульсы, полученные в соответствии с работой триггера Шмитта 7. Частота следования прямоугольных импульсов пропорциональна напряжению на движке потенциометра 10.

В этот же момент состояние элементов схемы формирователя 2 обеспечивает наличие на выходе сигнала «О», а на другом выходе — сигнала «!», что приводит исполнительные механизмы аппарата ИВЛ в состояние, соответствующее началу фазы вдоха. Инверсия сигналов на выходах приводит

1303161

Формула изобретения

+u 2

Составитель Ф. Рогожанский

Редактор Т. Парфенова Техред И. Верее Корректор С. Черни

Заказ 1239/6 Тираж 596 Г!одписное г11! ИИПИ Государственного комитета СССР по )елим itзобрстений it открытии ! 13035, Москва. Ж вЂ” 35, Рау инская Hi) t).. д. 4 5

f1ðîèçâî IcTBcIIIIo-полиграфическое предприятие, г. Ужго1и)д, 1.л !11и)ектная, 4 к изменению состояния исполнительных механизмов аппарата ИВЛ, вызывая переключение с вдоха на выдох.

Использование параметров управления основным режимом аппарата ИВЛ для формирования сигналов управления режимами

«Искусственный вздох», «Вспомогательная вентиляция» и «Пауза на вдохе» позволяет существенно расширить возможности аппарата ИВЛ за счет одновременного осуществления управления несколькими режимами О

ИВЛ с помощью одного и того же генератора импульсов, что позволяет использовать аппарат с подобным устройством управления в различных клинических случаях проведения ИВЛ.

Плавное регулирование частоты прямоугольных импульсов с помощью потенциометра 10, выполненного в виде, например, многооборотного резистора, и преобразование этой частоты в последовательность двоичного счета позволяет управлять основным режимом работы аппарата ИВЛ во всем диапазоне (0,1 — 5 Гц) проведения ИВЛ, обеспечивая при этом задание частоты переключения фаз дыхательного цикла с шагом, не превышаю!цим 1 мин

l. Устройство управления аппаратом искусственной вентиляции легких, содержащее генератор импульсов и формирователь сигналов управления режимом вспомогательной вентиляции, от.тачающееся тем, что, с целью проведения искусственной вентиляции легких при упрощении конструкции устройства, генератор выполнен в виде интегратора на базе операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи интегратора включены последовательно соединенные резистор и конденсатор в цепь положительной обратной связи интегратора включен потенциометр, средняя точка которого соединена с вторым входом интегратора, а выход интегратора через триггер

Шмитта соединен с входом формирователя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит формирователи сигналов управления частотой переключения фаз дыхательного цикла сигналов управления режимом «Искусственный вздох» и сигналов «Запрет вдоха», причем вход формирователя сигналов управления режимом

«Искусственный вздох» соединен с первым выходом формирователя сигналов управления частотой переключения. а выходы соединены с входами генератора импульсов, выход формирователя сигналов «Запрет вдоха» соединен с третьим входом формирователя снгналов «Запрет вдоха» соединен с третьим входом формирователя сигналов управления частотой переключения фаз, а первый вход формирователя сигналов управления частотой переключения фаз и вход формирователя сигнала «Запрет вдоха» соединены с триггером Шмитта, генератора

И . ) I 1 1 ), .3 ЬСО В,