Аппарат для искусственной вентиляции легких

 

О П И С А Н И Е ||ц 334733

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сок|э Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.11.69 (21) 1377870/31-16 с присоединением заявки № (23) .Приоритет (43) Опубликовано 15.04.78. Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания 27.04.78 (51) М. Кл. А 61Н 31/02

Госудорствеиив|в комитет

Совета Мииистрав СССР ло делам изобретвиий и открытий (53) УДК 612.216.3 (088.8) (72) Авторы ||а 1ето изобретения В. Д. Ремизов„Б. Д, Ремизов, Б. А. Перехватов и В. Л Ваиевский (71) Заяви гель (54) АППАРАТ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к аппаратам для искусственной вентиляции легких.

Известны аппараты для искусственной вентиляции легких, содержащие функциональное устройство, предохранительный клапан, трехходовой кран, управляемый клапан, пневматическое реле, дроссель, элементы сравнения и маску. Однако этн аппараты недостаточно эффективны при использовании в различных условиях в клинике, спасательных службах, службах скорой помощи и полевой хирургии.

Они не обеспечивают также проведения искусственной вентиляции легких у больных любых возрастных групп с получением дыхательных объемов, близких к нулевым; не позволяют плавно регулировать частоту циклов в пределах 10 — 60 циклов в минуту. Кроме того, известные аппараты не создают постоянства регулируемого соотношения длительностей вдоха и выдоха и минутной вентиляции при изменении частоты циклов; они недостаточно стабильны и не дают необходимой точности установленных параметров частоты.

Предлагаемый аппарат отличается от известных тем, что его функциональное устройство, выполненное на логических,пневмоэлементах непрерывного действия, содержит два пневматических делителя, соединенных с редуктором через тумблер, элемент сравнения, вентиль, пневматическое реле и узел заполнения и опорожнения пневматических камер.

Выход одного делителя связан с первой камерой элемента сравнения, а выход второго делителя и противоположная камера элемента сравнения сообщены с узлом заполнения и опорожнения пневматических камер. Выход элемента сравнения соединен с управляющей камерой пневматического реле, выход которо10 го связан с устройством для присоединения к дыхательным путям больного. Кроме того, узел заполнения и опорожнения пневматических камер аппарата содержит постоянный и регулируемый дроссели, пневмотумблер, по15 вторитель со сдвигом, управляемый клапан и элемент сравнения, который включен по схеме реле. Выход элемента сравнения связан с командной камерой управляемого клапана, один из входов элемента сравнения и сопло

20 управляемого клапана соединены с линией пневмопнтания через постоянный и переменный дроссели и повторитель со сдвигом, выход которого связан со входом регулируемого дросселя, а вход соединен с выходом этого же

25 дросселя. Сопловая камера управляемого клапана сообщена с атмосферой.

Для упрощения конструкции и повышения надежности аппарата .пневматический делитель соотношения длительйостей вдоха и вы30 доха соединен с элементом сравнения и жест334733 ) с -.- 4.) ко связан с рукояткой регулятора-соотно нения длительностей вдоха и выдоха.

Для непрерывного вдувания газа пациенту при регулировании вдуваемого объема. газа тем же, что и в случае цикличной работы аппарата, регулятором, последний оснащен оцифрованной шкалой, а функциональное устрой-. ство снабжено пневмотумблером, включенным в линию заполнения измерительных камер элементов сравнения и размещенным на панели управления.

Вентиль регулировки вентиляции, выведенный на панель управления, включен в линию пцевмопитания выходного реле, что обеспечивает стабильную работу устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого -аппарата; на фиг. 2 — блок-схема функционального устройства; на фиг. 3 принципиальная схема узла заполнения и опорожненйя пневматических камер.

Аппарат содержит функциональное устройство 1,-панель 2 управления с тумблерами 3 и 4 включения аппарата непрерывного вдувания газа больному, дросселем 5, вентилем 6, регулирующим органом 7 для регулирования соответственно частоты вдувания, величины минутной вентиляции, сботношения длительностей вдоха и выдоха и кнопкой 8 включения инжектора. На панели 2 имеются также манометр 9 с кнопкой 10 включения, пневмолампочка 11 и рукоятка 12 включения ручной искусственной вентиляции. С функциональным устройством 1 соединено и устройство 13 для присоединения к дыхательным путям больного.

В состав устройства 13 входят: инжектор

14, трехходовой кран 15 включения ручной вентиляции, предохранительный клапан 16 давления, нереверсивный клапан 17 и маска 18.

Функциональное устройство (фиг. 2) содержит редуктор 19, пневмотумблер 3, два пневматических делителя 20 и 21, элемент 22 сравнения, вентиль 6, выходное пневматиче- . ское реле 23 и узел 24 заполнения и опорожнения пневматических камер.

Узел 24 (фиг. 3) включает постоянный дроссель 25, регулируемый дроссель 5, пневмотумблер 4, повторитель 26 со сдвигом, элемент 27 сравнения и управляемый клапан 28.

Аппарат работает следующим образом.

При подаче давления питания (=2+ . 10 кг/см ) в аппарат па выходе редуктора 19 поддерживается постоянное избыточное давление газа (1,4 кг/см ), которое подводится к соплу питания пневмореле 23 через вентиль

6 при включении тумблера 3 к пневматическим, делителям 20 и 21 и к узлу 24 заполнения и . опорожнения пневматических камер, Пневматический делитель 20 при этом выдает. ,,постоянный. пневматический сигнал; поступающий в первую измерительную камеру .элемента 22 сравнения, подача давления в которую обеспечивает. в начале работы схемы на выходе элемента 22 сравнения единйчный

- -пневматический .сигнал, поступающий на уйравляющий вход пневмореле 23, включенного в реж1име повторителя, и создает на выходе этого. реле постоянный поток газа, который подводится к устройству 13 для присоединения к дыхательным путям больного. Таким образом, при включении, тумблера 3 включается выходное пневматическое реле 23, выход которого соединен с устройством.13, для присоеди10 пения к дыхательным путям больного-, и начинается вдувание газа больному. - (активный вдох). Одновременно с подачей давления питания в схему на выходе делителя 21 появляется постоянный пневматический сйгнал

15 (больший по величине, чем сигнал от делителя 20), который поступает в узел 24 заполнения и опорожнения пневматических камер и включает его. Выход узла 24 соединен со второй измерительной камерой элемента 22 срав20 пения, в которой при включении--гумблера.. 4 (фиг. 3) происходит нарастание давления во времени, и как только нарастающее. давление достигнет величины постоянного пневматического сигнала от делителя 20, то на выходе

25- элемента 22 сравнения появляется нулевой сигнал, выключающий выходное пневмореле

23, работающее- в режиме повторителя, и начинается пассивный выдох.

Продолжительность активного вдоха и пас30 сивного выдоха, а также переключение со вдоха на выдох определяется работой узла 24 заполнения и опорожнения пневматических камер.

Избыточное давление питания (1,4 кг/см )

35 от тумблера 3 подведено к узлу 24, при этом питание в нем подведено к соплу питания элемента 27 сравнения, включенного в режим реле непосредственно, а к камере 29 этого же элемента сравнения, к соплу управляемого

40 клапана 28 и к -выходу узла 24, соединенному со второй измерительной камерой элемента

22 сравнения, давление питания подведено.через последовательно включенные постоянный дроссель 25, регулируемый дроссель 5, пневмо45 тумблер 4 и повторитель 26 со сдвигом, выход которого соединен со входом регулируемого дросселя 5, а вход — с выходом этого дросселя. Выход элемента 27 сравнения соединен с управляющей камерой клапана 28, при подаче давления в камеру входное сопло клапана 28 соединяется с атмосферой. Постоянный пневматический сигнал от делителя 21, поступающий в узел 24, подведен к камере 30 элемента 27 сравнения и обеспечивает в начале работы схемы на выходе элемента 27 сравнения нулевой сигнал, который не позволяет соединить сопло управляемого клапана 28 с ат мосферой. Таким образом обеспечивается нарастание давления во второй измерительной

-60 камере элемента 22 сравнения и в камере 29 элемента 27 сравнения, После того, как давление во второй измери тельной камере элемента 22 сравнения возра стает до величины постоянного пневматическо05 го сигнала от делителя 20, и выходной сигнал

334733 элемента 22 сравнения выключает пневмореле 23 и начинается пассивный выдох, давление в камере 29 элемента 27 сравнения продолжает возрастать до величины постоянного пневматического сигнала, имеющегося в камере 30 этого же элемента сравнения от делителя 21. При равенстве этих сигналов на выходе элемента 27 сравнения появляется единичный пневматический сигнал, включающий управляемый клапан 28, который вытравливает газ из наполняемь?х камер оооих элементов сравнения. Наличие в узле 24 заполнения и oIIQрожнения пневматических камер постоянного дросселя 25, регулируемого дросселя 5 и повторителя 26 со сдвигом обеспечивает прямолинейную зависимость нарастания давления газа во времени во второй измерительной камере элемента 22 сравнения и в камере 29 элемента 27,сравнения.

Полное опорожнение наполняемых камер обоих элементов сравнения осуществляется с помощью элемента 27 сравнения, включенного по схеме реле и управляемого клапана 28, сопловая камера которого соединена с атмосферой. Включение элемента 27 сравнения по схеме реле обеспечивает автоблокировку выходного сигнала, который не изменится до тех пор, пока давление -в наполняемых камерах элементов сравнения не станет равным атмосферному.

При достижении атмосферного давления в этих камерах элементы сравнения возвращаются в первоначальное состояние, выдох прекращается, и цикл повторяется вновь. Соотношение длительностей вдоха и выдоха определяется соотношением постоянных пневматических сигналов от делителей 20 и 21 и совершенно не зависит от частоты циклов. Частота циклов регулируется дросселем 5, управление которым выведено йа панель 2 управления.

Отношение времени вдоха и выдоха регулируется регулирующим органом 7 делителя

20, выведенным на панель 2 управления и служащим для установки требуемого соотношения длительностей вдоха и выдоха в каждом конкретном случае.

Величина вентиляции (соответственно и величины вдуваемого объема) регулируется с помощью вентиля 6, управление которым также выведено на панель 2 управления.

Непрерывная подача газа больному (ингаляция) осуществляется в аппарате выключением тумблера 4. В этом случае нарастание давления во второй измерительной камере элемента 22 сравнения и в камере 29 элемента 27 сравнения не происходит, и на выходе пневмореле 23 имеется постоянный поток газа, создаваемый наличием постоянного пневматического сигнала от делителя 20 в первой измерительной камере элемента 22 сравнения. Поток газа из выходного пневмореле 23 подводится к устройству 13 для присоединения к дыхательным путям больного.

55 б0

6

Постоянно вдуваемый объем газа больному регулируется тем же вентилем 6, что и в случае цикличной работы аппарата.

При включении тумблера 4 аппарат начинает работать в цнкличном режиме. Пневмолампочка 11 сигнализирует о режиме работы аппарата, а также позволяет врачу визуально установить частоту циклов и соотношение длительностей вдоха и выдоха.

Давление газа в маске больного регистрируется манометром 9 при нажатии кнопки 10.

Ручная искусственная вентиляция легких обеспечивается в аппарате поворотом рукоятки 12 трехходового крана 15 в положение

«Ручная вентиляция» и выключением тумблера 4 непрерывной подачи газа. В этом случае газ поступает в отдельный дыхательный мешок (на чертеже не показан). При необходимости искусственной вентиляции легких кислородовоздушной смесь?о кнопка 8 инжектора

14 включается в положение «Смесь». Вентиль

6, регулирующий вентиляци?о (величину вдуваемого объема), включен в линию питания выходного пневмореле 23. Это обеспечивает надежную и стабильную работу нереверсивного клапана 17, так как в этом случае в момент пассивного выдоха имеющееся давление в пневмолинии между нсреверснвным клапаном 17 и выходным реле 23 стравливается в атмосферу, непосредственно в атмосферные отверстия реле 23.

Наличие в аппарате повторителя 26 со сдвигом как самостоятельного элемента, регулирующего частоту циклов, позволяет отказаться от индивидуальной настройки частоты циклов аппарата и гравпровки шкал, а также дает возможность. получить эталонные временные характеристики аппарата при использовании дросселей с различными собственными характеристиками. В качестве пневматических делителей, элементов сравнения, пневматических реле, клапана, повторителя со сдвигом, тумблеров, пневмолампочки, пнсвмокнопки и дросселей (регулируемых и нерегулируемых) использованы элементы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью.

Формула изобретения

1. Аппарат для искусственной вентиляции легких, содержащий функциональное устройство, предохранительный клапан, трехходовой кран, управляемый клапан, пневматическое реле, дроссель, элементы сравнения и маску, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата в условиях клиники, спасательных служб. скорой помощи и полевой хирургии, проведения искусственной вентиляции легких у больных любых возрастных групп с получением дыхательных объемов, близких к нулевым, и обеспечения плавной регулировки частоты циклов в пределах 10 — 60 циклов в чин ту, функциональное устройство, выполненное на логических пневмоэлементах ?? епрерывного действия, одержит два пневматических делителя, соединенных с редуктором через тумблер, элемент сравнения, вентиль, пневматическое реле и узел заполнения и опорожнения пневматических камер, выход одного делителя связан с первой камерой элемента сравнения, выход второго делителя и противоположная камера элемента сравнения сообщены с узлом заполнения и опорожнения пневматических камер, выход элемента сравнения соединен с управляющей камерой пневматического реле, выход которого связан с устройством для присоединения к дыхательным путям больного.

2. Аппарат по п. 1, отлич а ющий ся тем, что, с целью обеспечения постоянства регулируемого соотношения длительностей вдоха и выдоха и минутной вентиляции при изменении частоты циклов, а также обеспечения стабильности и точности установленных параметров частоты, соотношения длительностей вдоха и выдоха и минутной вентиляции с плавной регулировкой этих параметров, узел заполнения и опорожнения пневматических камер содержит постоянный и регулируемый дроссели, пневмотумблер, повторитель со сдвигом, управляемый клапан и элемент сравнения, который включен по схеме реле, выход элемента сравнения связан с командной камерой управляемого клапана, один из входов элемента сравнения и сопло управляемого клапана

334733

8 соединены с линией пневмопитания через постоянный и переменный дроссели и повторитель со сдвигом, выход которого связан со входом регулируемого дросселя, вход соединен г с выходом этого же дросселя, а сопловая камера управляемого клапана сообщена с атмосферой, 3. Аппарат по п. 1, отл ича ющийс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, пневматический делитель регулировки соотношения длительностей вдоха и выдоха соединен с элементом сравнения и жестко связан с рукояткой регулятора соотношения длительностей вдоха и выдоха, 15 4. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывного вдувания газа пациенту при регулировании вдуваемого объема газа тем же, что и в случае цикличной работы аппарата, регулятором, 20 последний оснащен оцифрованной шкалой, а функциональное устройство снабжено пневмотумблером, включенным в линию заполнения измерительных камер элементов сравнения и размещенным на панели управления.

25 5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной работы устройства, вентиль регулировки вентиляции, выведенный на панель управления, включен в линию пневмопитания выходного реле.

-334733

Фиг.,7, Составитель Е. Ланцбург

Техред Н. Рыбкина

Корректоры: E. Хмелева и И. Позняковская

Редактор Д. Пинчук

Заказ 514/1

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. Из 389 Тираж 655 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5