Аппарат для искусственной вентиляции легких
ОП ИСА
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 29.XI I.1970 (№ 1606137/31-16) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 10.IV.1973
М. Кл. А 61h 31/О2.Комитет по делам изобретений и открытий,при Совете Министров
СССР
УДК 612.216.3(088,8) Авторы изобретения
P И. Бурлаков, А. В. Юшкин, П. Д. Фомин и М, H. Кацуба
Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения
Заявитель
АППАРАТ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
Изобретение относится к медицинской технике.
Аппараты для искусственной вентиляции легких (ИВЛ), содержащие блок искусственного дыхания, газоанализатор, задатчик и устройство для управления величиной минутной вентиляции в зависимости от рСО2 в альвеолярном газе, известны. Однако они не обеспечивают высокое качество управления в условиях изменяемости свойств объекта у правления (пациента) .
Другим недостатком известных аппаратов является то, что управление величиной минутной вентиляции производится воздействием из устройства для управления на величину дыхательного объема при фиксированной частоте дыхания, что не позволяет выбирать спосоо задания вентиляции, обеспечивающий уменьшение вредного влияния ИВЛ на гемодинампку пациента.
Предлагаемый аппарат позволяет устранить указанные недостатки, повысить качество управления величиной минутной вентиляции по рСОв в альвеолярном газе в условиях изменяемости свойств объекта управления с одновременным снижением вредного влияния ИВЛ на гемодинамику пациента. Это достигается тем, что устройство для управления величиной минутной вентиляции выполнено в виде элекгрически соединенных между собой сумматоров, блоков вычисления знака .произведения и исполнительного мехатшзма на линии управления величиной минутной вентиляции блока искусственного дыхания, образующих управ5 ляющую сеть переменной структуры, и блока поддержания величины дыхательного объема на минимально допустимом уровне. Блок поддержания величины дыхательного ооъема на м,,ш мально допустимоM уровне выполнен в виде цифрового анализатора формы капнограммы, анализирующего наличие пли отсутствие плато на капногруппе, соединенного с исполнительным механизмом на лиши управления величиной дыхательного объема блока
15 искусственного дыхания.
На чертеже представлена блок-схемà опuсываемого аппарата.
Аппарат содержит блок 1 искусственного дыхания, быстродействующий оптико-акусти20 ческий газоанглизатор 2 на СО., задатчик 3, устройство 4 для управления величиной минутной вентиляции по рСОв в альвеолярном газе.
Устройство для управления величиной ми25 нутной вентиляции выполнено из четырех сумматоров 5, двух блоков 6 вычисления знака произведения, образующих управляющую сеть переменной структуры, исполнительного механизма 7 на линии управления минутной венти30 ляцип блока 1 искусственного дыхания и бло367865
U = КгХг ка 8 поддержания величины дыхательного обье»а на минимально допустимом уровне.
Блок 8 включает в себя цифровой анализатор 9 формы капнограм»ы, анализирующий наличие или отсутствие плато на капнограмме, и соединенный с ни» исполнительный механизм 10 на линии управления объемом блока 1 искусственного дыхания.
Аппарат работает следующим образом.
Газовая смесь из дыхательного контура блока 1 искусственного дыхания непрерывно прокачивается через газоанализатор 2.
Сигнал с выхода газоанализатора (капнограмма) поступает в цифровой анализатор 9 формы капнограммы, который вычисляет значение альвеолярного рСО2, значение производной от альвеолярного рСО2 — X2 и определяет наличие или отсутствие плато на капнограмЕсли nrraTo ia KallHol pai 1i»e цифровой анализатор формы капнограммы вырабатывает сигнал, который в течение следующего дыхательного цикла включает исполнительный механизм 10 на линии управления величиной дыхательного объема блока 1 искусственного дыхания в сторону его уменьшения. Если плато на капнограмме отсутствует, исполнительный механизм увеличивает дыхательный ооъем. Таким образом, блок 8 поддерживает значение дыхательного объема на минимально допустимом уровне так, что его ьеличина остается только лишь достаточной, чтобы промыть объем мертвого участка легких.
Сигнал, соответствующий значению à IbBeoлярного рСО2 из цифрового анализатора формы капнограммы поступает на задатчик 8, где сравнивается с заданным уровнем альвеолярного рСО2. Рассогласование между заданием и значением альвеолярного рСО2 — Xl и значение производной из альвеолярного pCO2 — Хг поступает в устройство 4 для управления величиной минутной вентиляции в зависи»ости от альвеолярного рС02. Здесь,на четырех сумматорах 5 и двух блоках 5 вычисления знака произведения реализована управляющая сеть переменной структуры, которая вырабатывает управлягощее воздействие U, определяющееся как
Значения коэффициентов воздействия по Хг и
Х2 определены как
К, при 6Х1)0 — К, при ОХг(0, 2 где G= g С1Х;; уравнение G=O определяет
i=1 линию переключения структуры (С;=коэффициенты уравнения линии переключения структуры) .
Один из сумматоров 5 вычисляет значение
6= » С,Х, i--1
gaa других сумматора служат для инвертирования сигналов Xl и Х2 и получения из них сигналов (— Хг) и (— Х2).
Блоки 6 вычисления произведений определяют знаки произведений GX1 и GX2 и в зависимости от этих знаков коммутируют на вход четвертого сумматора 5 сигналы (Хг) или (— Xi) и (Х2) или (— Х2). На этом же сумматоре задаются коэффициенты воздействия ло Xi и Х2 (К1).
Таким образом, в зависимости от знаков произведений GXl и GX2 упра вляющее воздействие может определяться одним из четырех выражений:
U = К,Х, + К,Х, при 6Х, ) 0 и 6Х,) 0
1./=К,Х, — К,Х, при ОХ,)0 и 6Х, (О
U= — К,Х,+К,Х, при 6Х, < 0 и ОХ,)0
U= — К,Х, — К,Х, при 6Х,(0 и ОХ, < 0
Полученное управляющее воздействие U орабатывается исполнительным механизмом / на линии управления величиной минутной вентиляции блока 1 искусственного дыхания.
В устройстве 4 управления минутной вентиляцией значения коэффициентов К; воздействия и коэф фи циентов Сг уравнения линии переключения структуры выбраны таким образом, что при изменении характеристик объекта во всем диапазоне в системе возникает скользящий режим, обеспечивающий независимость качества управления величиной минутной вентиляции от характеристик ооъекта.
Предмет изобретения
Ап парат для искусственной вентиляции легких, содержащий блок искусственного дыхания, газоанализатор, задатчик и устройство для управления величиной минутной вентиляции в зависимости от рСО2 в альвеолярном газе, отличаюгиийся тем, что, с целью снижения вредного влияния искусственной вентиляции легких на гемодинамику пациента, устрой ство для управления величиной минутной вентиляции по рС02 в альвеолярном газе выполнено в виде электрически соединенных сумматоров, блоков вычисления знака произведения и исполнительного механизма на линии управления величиной минутной вентиляции блока искусственного дыхания, образующих управляющую сеть переменной структуры, и блока поддержания величины дыхательного объема на минимально до пустимом уровне, выполненного в виде цифрового анализатора формы ка пнограммы и электрически соединенного .с ним исполнительного механизма, установленного на линии управления величиной дыхательного объема блока искусс пвен ного дыхания, 367865
Составитель E. Ланцбург
Техред Т. Курилко
Редактор T. Каранова
Корректор О. Усова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 748/5 Изд. № 195 Тираж 467 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4j5
