Аппарат искусственной вентиляции легких

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

К flAIEH

Союз Соввтских

Социалистимеских

Республик.

9S53 (61) Дополнительный к пате (22) Заявлено 27.09.74 (21) (23) Ириоритет — (32) (31) 401739 (33) (43) Опубликовано05, 11. 77

2 л.

Н 31/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретенкй и открытий

К 615,47;

3.2 (088,8) (45) Дата опубликования

Иностранец

Жорж Кеннет Рассель (США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

Сандос АГ (Швейцария) (71) Заявитель (54) АППАРАТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯБИИ ЛЕГКИХ

Изобретение относится к медицинской технике.

Известен аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий устройства для соединения с источником кислорода, регуляторы объема вдоха, минутной вентиляции,колокол с находящимся в нем сильфоном с грузом, клапан переключения высокого давления, дыха

) тельный шланг для пациента, пневматическую логическую схему управления, включающую ждущий мультивибратор с двумя устойчивыми положениями, соответственно с двумя в -ходами и несколькими противоположными входами, два реле времени соответственно вдоха и выдоха с герметичными камерами, име- И юшие считыватели, установленные с возможностью перемещения, пля образования выходного сигнала, выхопы которых соединены с входами ждущего мультивибратора, регулируемые перепускные клапаны, подключенные к герметичной камере, и сбрасываюшие управляемые клапаны, блок вспомогательной вентиляции, устройства ограничения давления и объема вдоха с регуляторами чувствительности. переключатель режимов работы аппарата, 2 управляемые и самодействующие впускной и выпускной клапаны, соединенные с клапаном переключения высокого давления, I

Однако такой аппарат ие обеспечивает искусственного дыхания с любой заданной концентрацией киспорода, Бель изобретения — обеспечение искусс1 венного дыхания с любой заданной концентрацией кислорода.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен смесительным краном, установленным между впускным клапаном сильфона и сильфоном, причем смесительный кран соединен с окружающей атмосферой, а через впускной клапан — с источником кислорода, устройством образования положительного конечног<: давления выдоха с выходомэ соединенным с входом блока вспомогательной вентиляции, имеющим поточную емкость, регулируемый нагнетательный клапан смешения, связанный с поточной емкостью, управляемый затвор, соединенный с нагнетательным клапаном смешения, и имеющий вентильный ехоп, управляемый ждущим мультивибратором.

Причем реле времени вдоха и выдоха выполнены в вице герметичной емкости и синьфона, находящегося внутри герметичной емкости, а устройство перемещения считывателей этих реле выполнено в виде стержня с парой кулачков, установленных на нем.

При этом блок вспомогательной вентиляции и устройство ограничения давления вдо=ха включают по три пропорциональных усилителя, включенных последовательно, и три щ струйных ждущих мультивибратора, включенных последовательно, и с выходом усилителей.

Кроме того, аппарат снабжен ручными переключателями с выдоха на вдох и обратно, l5 соединенными с противолежащими входами ждущего мупьтивибратара, и тремя индикаторами, подключенными соответственно к выходу блока вспомогательной вентиляции, выходу устройства ограничения давления и к реле времени вдоха, На фиг. 1 изображена функциональная схема аппарата искусственной вентиляции легких. на фиг. 2 - ф жщиональная пневматическая логическая схема, на фиг. 3 — реле времени вдоха и выдоха; вид спереди с частичным разрезом; на фиг, 4 - то же, вид сбоку,, Аппарат искусственной вентиляции легких содержит устройства 1 для соединения с источником кислорода, регулятор 2 обьема вдо- р ха, регулятор 3 минутной вентиляции, колокол 4 с находящимся в нем сильфоном 5 с грузом 6, клапан 7 переключения высокого давления, дыхательный шланг 8 длч пациенте.

Пневматическая логическая схема 9 управле-, 5 ния включает ждущий мультивибратор 10 с двумя устойчивыми положениями, соответственно с двумя выходами н несколькими противоположными входами, два реле 11 и 12 времени cooTBBTGTBGHao вдоха и выдоха с 10 герметичными камерами 13 и 14, имеющие считыватели 15 и 16, установленные с возможностью перемещения для образования выходного сигнала, выходы которых соединены с входами ждущего мультивибратора 10, ре- l45 гулируемые перепускные клапаны 17, подклю. ченные к герметичной камере, и сбресывающие управляемые клапаны 18, Кроме того, аппарат содержит блок 19 вспомогательной вентиляции, устройство 20 l5v ограничения давления, устройство 2 1 ограничения объема вдоха соответственно с регуляторами 22 и 23 чувствительности; переключатель 24 режимов реботы аппарата, управляемые самодействующие впускной 25 и вы- 55 пускной 26 клапаны, соединенные с клапаном

7 переключения высокого давленr«.

Аппарат снабжен смесительным краном

27, установленным между впускным клепанол.

25 си;н фоне н снльфоном 5, причем смесительный кран соединен с окружающей атмос- ферой, а через впускной клапан - c источни ком кислорода; устройством 28 образования положительного конечного давления выдоха с выходом 29, соединенным с входом блока

19 вспомогательной вентиляции, имеющим поточную емкость 30, регулируемый нагнетательный клапан 31 смещения, связанный с поточной емкостью, управляемый затвор

32, соединенный с нагнетательным клапаном

33 смещения и имеющий вентильный вход 34., управляемый ждущим мультивибратором 10.

Репе 11 и 12 времени вдоха и выдоха выполнены в виде герметичных камер 13 и

14 и сильфона 35, находящегося внутри герметичной емкости, а устройство перемещения считывателей этих реле выполнено в виде стержня 36, на котором установлена пара кулачков 37 °

Блок 19 .вспомогательной вентиляции и устройство 20 ограничения давления вдоха включают по три пропорциональных усилителя .38-40, включенных последовательно, и три струйных ждущих мультивибратора 4143. включенных последовательно, и с выходом усилителей.

Аппарат также снебжен ручными переключателями 44 и 45 с выдоха на вдох и обратно, соединенными с противолежащими входами ждущего мультивибретора 10, и тремя индикаторами 46-48, подключенными соответственно к выходу блока 19 вспомогательной вентиляции легких, выходу устройства 20 ограничения давления и, к реле 1 1 времени вдоха.

Апперет работает следующим обрезом. В течение цикла вдохе воздух из сильфонного устройства подается в дыхательный шланг пациента через выпускной клапан 26. Сильфон 5 окружен ограниченным пространством колокола и освобождается от воздуха в результате подачи под давлением кислорода в

I это ограниченное пространство, вследствие чего сильфон сжимается. Груз 6 расположен на свободном нйзшем конце сильфонного устройства тех, что с ослаблением давления кислорода B пространстве, окружающем сильфон, он автоматически действует на это устройство. Под действием груза сильфон расширяется и в результате выжимает кислород из ограниченного пространства и через смесительный кран 27, где кислород либо выходит в атмосферу, либо смешивается с подаваемым воздухом окружающей среды и затем нагнетается в расширяющееся сильфонное устройство для использования при последующем цикле вдоха. Через впускной клапан

25 смесительный кран сообщается с ограниченным простренством, окружающим сильфон, 1 причем впускной и выпускной клапаны силь579853 фонного устройства приводятся в действие попеременно во время цикла вдоха или цикла выдохе соответственно логической схемой нагнетательного клапана 33 смешения, вход которой связан с одним выходом ждущего мультивибратора 10.- Последний, в свою очередь» по одному входу управляется сигналом реле 12 времени выдохе и автоматическим сигналом блока 19, а по другому входу сигналом реле 11 времени вдоха, сигналом устройства 20 ограничения давления и сигналом устройства 21 ограничения объема вдоха, связанным с сильфоиным устройством.

Аппарат может действовать по трем раз- ным режимам работы (помощь и/или конт I )5 роль), которые включаются вручную пневма- тическим выключателем. При режиме Помощь дыханию переключатель 24 соединен, для приведения в действие с блоком 19 вспомогательной вентиляции, которая вместе с О устройством 20 ограничения давления реаги рует на давление в контрольной линии 49 пациенте так, что ждуший мультивибратор

10 переключается на положение для регулирования циклов вдоха и выдоха сильфонного . 25 устройстве в соответствии с потребностями . дыхания пациента. Так, например, когда дав-

-ление воздуха в контрольной линии 49 пациента падает до уровня, показывающего конец цикла вдоха, этот уровень обнаруживается З0 блоком 19, который затем запускает глав- ный ждущий мультивибратор 10, чтобы он вызвал цикл вдоха сильфонного устройства.

Затем в течение действия режима Помощь устройство 20 ограничения давления посыла-З5 ет триггерный сигнал к главному ждущему мультивибратору 10, чтобы он прекратил цикл вдоха, если давление в контрольной ли. нии пациенте превысит заданное значение. B это же время устройство 21 ограничения 40 . объеме вдоха и сильфонном устройстве также посылает триггерный сигнал главному.ждущему мультивибретору 10, чтобы он закончил цикл вдоха после поступления в оргени=,. пациента из сильфонного устройства заданно-45 го максимального количества воздуха, или же реле времени посылает триггерный сигнал главному ждущему мультивибратору, чтобы он закончил цикл вдоха после заданного периода времени. Следовательно, первый из 50 сигналов давления, объема или времени, достигающих своего зеаанногo максимуме, запускает ждуший мупьтивибрегор, чтобы он закончип цикп вдоха; команда or блока 19 прекращает цикл выдохе. 55

При включении переключателя на режим

"Помощь" возбуждается еле времени выдоха, блок 19 возбуждается тек, что ждуший мультивибретор 10 не одном входе регулируется выходом реле времени выдохе» а не другом 60

6 ae — реле времени вдоха и устройством ограничения объема вдоха. В соответствии с этим при режиме Помощь" цикл выдоха регулируется автоматически, как и цикл вдоха» но последний, кроме того, прекращается до выходного сигнеле реле времени вдоха, если сигнал устройства ограничения давления или сигнал устройства ограничения объема достигнул своих заданных максимальных значений.

Объем сильфона 5» предназначенного для подачи воздуха пациенту, регулируется и ограничивается передвижной пластиной 50, которая также способствует ограничению окружекицего сильфон пространстве.

Во время цикла вдоха ждущим мультивибратором 10 управляется клепан 17, нагнетающий кислород в ограниченное пространство, вызывая тем самым сжатие сильфона 5.

Затем при спадании давления в этом прост» ранстве сильфон начинает расширяться поц аействием на него груза 6; при этом из этого пространства выжимается кислород, который проходит через клапан 17, переключенный в открытое положение посредством схемы 9. Смесительный кран 27, через который проходит кислород из кланене 17, регулируется для лропускания необходимого количества кислорода через сильфон с одновременной частичной подачей фильтрованного ком.натного воздуха. Комнатнь1й воздух поступает под нормальным давлением и засасывается в сильфон вследствие вакуума, обусловленного расширением последнего. Однако кислород подается под давлением из ограниченного пространства под нагнетанием так, что смесительный кран регулирует содержание кислорода в подаваемом в сильфон газе в пределах 2 1- 10096.

Каждое реле времени включает сильфон

5, помещенный E камеру с впускным отверстием, для поступления кислорода под заданньтм давлением для того, чтобы вызвать временное сжатие сильфона. Стержень 51 одним концом прикрецден к подвижному

t концу сильфоне 5, в то время кек другим концом перекрывает отверстие е устройстве 21 ограничения объема вдоха.

Каждая кемера 13 и 14, окружающая сильфон 35, снабжена установленными в ней сбре-сывающими клапанами 18, поадающимися р, гулировке противолежащими выходами ждущего мультивибратора 10 так, что как только детектор противодевления посылает выхолной сигнал для переключения ждущего мультивиГ реторп» образовавшийся сигнал на выходе ждущего мультквибраторе аеет обратную связь с этой снльфонной кемерой с целью сбросе в ней аенпення и попготовкм аля слеаую ного цикла отсчета времени. Оба сильфона и камеры установлены смежно, а их элементы индикации противодавления - с возможностью .передвижения на пружинах. При вращении . стержня вращаются и кулачки, а также оба чувствительных элемента. Гаким образом, это движение чувствительных элементов ме, няет периоды отсчета времени выдоха и вдоха, которые могут быть настроены одновременно путем вращении стержня. 1Кроме этого, параллельно с входным отверстием в реле .времени вдоха включен перепускной клапан 17, который может открыватьси для сокращения времени вдоха с целью настройки вдоха/выдоха (соотношения В/В). В реле времени соотношение В/В не превышает единицы.

Блок 19 вспомогательной вентиляции и устройство 20 ограничения давления имеют аналогичные конструкции,, причем каждая вклю © чает более универсальную триггервую схему дли автоматического режима в кислородном устройстве для больных, В зависимости от входных соединений она может образовать выходной сигнал в качестве реакции на не большую разность давлений на ее выходах, выходной сигнал в качестве реакции на давление, немного ниже внешнего, обусловленного дыхательными усилиями пациента, выходной сигнал в качестве реакции на уровни дав-g0 ленин выше или виже атмосферного давления (при этом устройство автоматически смещается так, что его можно применять в соединении с сигналами давления выдыхания), выходной сигнал в качестве реакции на входные сигналы давления воздуха, указывающие на максимальные уровни, выходной сигнал в качестве реакции на сигналы потока или скорость изменения давления, что иногда бывает необходимо. 10

В соответствии с применением универсальных триггервых схем, частично регулируемых сигналами конечного давления выдыхания, схемы применяют для образования сигнала в качестве реакции на небольшую раз- 45 ность давлений. Для того, чтобы положител ные конечные давления выдыхания (ПКДВ), применяемые при режиме "Помощь дыханию без необходимости дыхательных усилий со стороныпациеитапозвопи ивернуть аявление в 50 дыхательном шланге пациента к внешнему давлению, давление ПКЦВ пропускают через мембранный клапан на блок 19 вспомогательной вентиляции с целью смещения этого модуля так, чтобы его можно было бы запускать при давлении в контрольной линии 49 пациента выше уровня внешнего давления.

Формула изобретения

1. Аппарат искусственной вентиляции легких> ссдержаший устройства для соединения 60 с источником кислорода, регуляторы объема вдоха, минутной вентиляции, колокол с находящимся в нем сильфоном с грузом, клапан переключения высокого давления, дыхательиь|й шланг для пациента, пневматическую логическую схему управления, включающую ждущий мультивибратор с двумя .устойчивыми положениями, соответственно с двумя выходами и несколькими противоположными входами, два реле времени соответственно вдоха и выдоха с герметичными камерами, имеющие считыватели, установленные с возможностью перемещения, дця образовании выходного свгиала, выходы которых соединены с входами ждущего мультивибратора, регулируемые перепускные клапаны, подключенные к герметичной камере, и сбрасывающие управляемые клапаны; блок вспомогательной вентиляции, устройства ограничения давления и объема вдоха с регуляторами чувствительности, переключатель режимов работы аппарата, управляемые самодействующие впускной и выпускной клапаны, соединенные с клапаном перекпючения высокого давления, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения искусственного дыхания с любой заданной концентрацией кислорода, он снабжен смеси тельным краном, установленным между впускным клапаном сильфона и сильфоном, причем смесительный кран соединен с окружающей атмосферой, а через впускной клапан— ,с источником кислорода, устройством образования положительного конечного давления выдоха с выходом, соединенным с входом блока вспомогательной вентиляции, имеющим поточную емкость, регулируемый нагнетатепьный клапан смещения, связанный с поточной емкостью, управляемый затвор, соединенный с на не тате льным клапаном смешения и имеющий вентильный вход, управляемый ждущим мультивибратором.

2. Аппаратпоп, 1, отлич ающийс я тем, что реле времени вдоха и выдоха выполнены в виде герметичвой емкости и сильфона, находящегося внутри герметичной емкости, а устройство перемещения считывателей этих реле выполнено в виде стержня с парой кулачков, установленных на нем.

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок вспомогательной вентиляции и устройство ограничения давления

sxona включают по три: пропорциональных У лителя, включенных последовательно, и три струйных ждущих мультивибратора, включенных последовательно, и с выходом усилителей.

4. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен ручными переклюt чателями с выдоха на вдох и обратно, соеди579853

1О пенными с противолежащими входами ждущего мультивибратора, и тремя индикаторами, подкшоченными соответственно к выходу блока вспомогательной вентипяции, выходу уст ройства ограничения давления и к реле времени вдоха. ь

57 %353

Составитель В. Головин

Редактор Л, Волкова Техред .Н. Анпрейчук Корректор М. немчик

Заказ 3613/51 Тираж 677 Подписное

lIHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4