Аппарат искусственной вентиляции легких

 

Аппарат относится к медицинской технике, и может быть использовано в отделениях реанимации и интенсивной терапии, при транспортировке пациентов. Аппарат содержит задатчик рабочего давления и прерыватель потока газа, в виде пропорционального пневматического регулятора (ПЭПР), электронный блок управления, содержащий микропроцессорный контролер, при этом пневматический вход ПЭПР соединен с источником сжатого газа, а выход блока управления - с электрическим входом ПЭПР. Эффективность искусственной вентиляции легких повышается за счет выполнения задатчика рабочего давления газа и прерывателя и введения ШИМ - генератора в микропроцессорный контроллер. 4 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники и найдет применение в отделениях реанимации и интенсивной терапии, а также при транспортировке пациентов.

Аппараты искусственной вентиляции легких (ИВЛ) известны. Так, например, известен аппарат ИВЛ "Пневмокомп", содержащий баллон сжатого газа, редуктор - задатчик рабочего давления газа, блок управления с задатчиком частоты вентиляции. Недостатком данного аппарата является суженные возможности, выражающиеся в возможности реализации только одной методики ИВЛ - нормочастотной ИВЛ через маску или интубационную трубку. Указанный недостаток снижает эффективность ИВЛ, т. к. затрудняет проведение реанимационных мероприятий при спазме верхних дыхательных путей, черепно-мозговой и торакальных травмах.

Известен также аппарат ИВЛ "Спирон-601", являющийся ближайшим прототипом предлагаемого устройства. Аппарат содержит задатчик рабочего давления газа и прерыватель потока газа с электронным блоком управления, включающего задатчик частоты вентиляции, микропроцессорный контроллер, схему индикации и электронный ключ. Недостатком данного аппарата является наличие комбинированного управления параметрами ИВЛ, выражающееся в необходимости ручной регулировки рабочего давления газа при электронном управлении частотой вентиляции, кроме того, массогабаритные характеристики прототипа не позволяют его использовать при транспортировке пациентов.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности ИВЛ и уровня автоматизации управления параметрами вентиляции, а также, в расширении областей применения аппарата.

Указанная цель достигается тем, что аппарат ИВЛ содержит задатчик рабочего давления газ и прерыватель потока газа, выполненные в виде пропорционального электропневматического регулятора (ПЭПР), управляемого через электронный ключ сигналами блока управления.

Сущность изобретения поясняется конкретным примером его выполнения.

На фиг. 1 представлена блок-схема аппарата ИВЛ; на фиг. 2 - общий вид пропорционального электропневматического регулятора; на фиг. 3 - функциональная схема блока управления; на фиг. 4 - функциональная схема микропроцессорного контролера.

Согласно предложению аппарат (фиг. 1) содержит пропорциональный электропневматический регулятор (ПЭПР) 1, пневматический вход которого соединен с источником сжатого газа, первый пневматический выход соединен через стандартные присоединительные элементы с пациентом, а второй пневматический выход соединен с атмосферой. Первый и второй электрические входы ПЭПР 1 соединены соответственно с первым и вторым электрическими выходами блока 2 управления.

ПЭПР 1 (фиг. 2) содержит крышку 3, корпус 4, с расположенными в нем гильзой 5 и золотником 6. На корпусе 4 расположен электромагнит 7, содержащий катушку 8 и толкатель 9, механически связанный с золотником 6.

Электронный блок 2 управления (фиг. 3) содержит микропроцессорный контроллер (МПК) 10, задатчик 11 минутной вентиляции, задатчик 12 частоты вентиляции, выполненные, например, в виде набора микротумблеров. Первый и второй выходы задатчика 11 являются первым и вторым входами МПК 10, а первый и второй выходы задатчика 12 являются третьим и четвертым входами МПК 10. Блок 2 управления содержит также схему 13 индикации задаваемых параметров, выполненную на базе цифровых индикаторов, например, АЛ 324Б.

МПК 10 (фиг. 4) содержит преобразователь 14 "время-код", выполненный по известной схеме (см. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, М.; Мир, т. 1, 1989 г.). Входы преобразователя 14 являются входами МПК 10. Выходная шина данных преобразователя 14 является входной шиной данных центрального процессора (ЦП) 15, выполненного, например, в виде микросхемы Кр1816 ВЕ35, который через шину приема-передачи соединен с постоянным перепрограммируемым запоминающим устройством (ППЗУ) 16, выполненного, например, в виде микросхемы Кр573 РФ5, ЦП 15 через шину вывода соединен с буферной схемой 17 интерфейса вывода, первый выход которой соединен со входом ШИМ-генератора 18, выполненного по известной схеме (см, Рутковский Дж. Интегральные операционные усилители. -М.: Мир, 1987), второй выход схемы 17 соединен со входом электронного ключа 19, выполненного, например, в виде транзистора КТ819Г. Выход ШИМ - генератора 18 является первым выходом блока 2 управления, а выход ключа 19 является вторым выходом блока 2 управления.

Аппарат работает следующим образом, При подключении пневмо- и электропитания врач воздействуя на задатчики 11 и 12, задает параметры вентиляции, при этом время воздействия пропорционально величинам задаваемых параметров, Коды задаваемых параметров поступают в ЦП 15 с помощью которого путем опроса алгоритмов управления, хранящихся в ППЗУ 16, формируются сигналы управления минутной вентиляцией и частотой вентиляции. Электрический сигнал минутной вентиляции через схему 17 поступает на вход ШИМ-генератора 18, где преобразуется в последовательность импульсов постоянной частоты следования (150) Гц и скважностью пропорциональной заданному значению минутной вентиляции. При подаче этого сигнала на катушку 8 ПЭПР 1 толкатель 9 перемещает золотник 6 и открывает отверстие подвода газа в гильзе 5, соединяя вход ПЭПР 1 с его первым выходом. Проходное сечение этого соединения пропорционально ходу толкателя 9 и, в конечном итоге, пропорционально скважности импульсов ШИМ-генератора 18. Давление на первом выходе ПЭПР 1 по каналам корпуса 3 попадает под золотник 6 со стороны противоположной действию толкателя 9 и, при равенстве усилий, удерживает золотник 6 в заданном положении, противодействуя его дальнейшему ходу. При появлении избыточного давления на первом выходе ПЭПР 1 золотник 6 поднимается вверх открывая второй выход ПЭПР 1, соединенный с атмосферой, происходит сброс избыточного давления.

Электрический сигнал частоты вентиляции через схему 17 поступает на вход ключа 19, с помощью которого через второй электрический вход ПЭПР 1 обеспечивается прерывание сигнала, поступающего на первый электрический вход ПЭПР 1 и закрытие соединения пневматического входа ПЭПР 1 с его первым пневматическим выходом.

Наличие единого управления параметрами вентиляции позволяет производит автоматическую подстройку величины минутной вентиляции в зависимости от изменения других задаваемых параметров, а выполнение единым узлом задатчика и прерывателя рабочего давления потока газа обеспечивает снижение габаритов и массы аппарата, позволяя его использование не только в стационарных условиях, но и в медицинских транспортных средствах и непосредственно на месте происшествия (катастрофы).

Формула изобретения

Аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий задатчик рабочего давления газа и прерыватель потока газа, управляемого через электронный ключ сигналами электронного блока управления, содержащего микропроцессорный контроллер с задатчиками параметров вентиляции и схемой отображения заданных параметров, отличающийся тем, что задатчик рабочего давления газа и прерыватель потока газа выполнены в виде пропорционального электропневматического регулятора, пневматический вход которого соединен с источником сжатого газа, первый пневматический выход - с линией пациента, а второй пневматический выход - с атмосферой, при этом пропорциональный электропневматический регулятор выполнен в виде корпуса с гильзой и золотником, в котором расположены каналы прямой и обратной пневматической связи, перекрываемые золотником, закрепленным на толкателе электромагнита, установленного на корпусе, а микропроцессорный контроллер блока управления снабжен ШИМ-генератором, выход которого соединен с первым электрическим входом пропорционального электропневматического регулятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4