Пневматический управляемый аппарат для искусственного дыхания
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
{ 89) 130309 ГЛР (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.12.77 (21) 7770051/28-13 с присоединемиен заявки № (5! )М. Кл. А 61 .М 16/00 твщАЭРстввкаыа квветвт СССР ао делам изобретений, и отхрытвЯ (23) Приоритет (31) ФРА61М186523 (33) ГДР Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30 (53) УДК 615. А75(088.8) Дата опубликования описания 15.08.82 г И ност ранцы (Иемлих Клаус и Гобе Петер (ГДР) Иностранное предприятие Феб Комбинат Медицин-унд Лабортехник Лейпциг-.:. (ГДР) (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ Изобретение касается пневматически, управляемого аппарата искусственного дыхания, управление которого имеет откалиброванную настройку частоты дыхания и отношения времен дыхания, и в котором в отличие от раздельного установления времен инспирации и экспирапии значения дыхательного ритма настраивают ся независимо друг от друга. Известны автоматически управляемые аппараты искусственного дыхания, техническим оборудованием которых являются пневматически логические элементы и периферийные приборы, которые состоят из стандартных блоков отдельных или собран-, ных частей известных блочных систем цифровой техники. и в которых приток и дав ление дыхательного газа во время инспирации и экспирацин регулируется самоПроцесс функционирования та-що ких управляемых систем при контролиру мом и ассистируемом 1РР - дыхании осуществляется по заданным входным зна» чениям и сообразно с тем, вводится ли пациенту гаэ до определенного давления или отмеренное согласно объему количес1 во дыхательного газа. Однако в этих системах для искусст венного дыхания на изменяемое функционирование легких не наступает или наступает только относительно поздняя уравниваюпия реакция. Другие системы искусственного дыхания хотя и избегают в свою очередь этот недостаток, однако они рассчитаны исключительно на использование в госпитале. Их многостороннее и привычное использование требует универсально конструктивного и комбинированного конструирования аппарата искусственного дыхания. Он обладает достаточно хорошей работоспособностью, которая, однако, по раэлич« ным причинам поддерживается относи . тельно сложными и дорогими техническими средствами. Стоящие здесь проблемы пытались репить тем, что устройство, самостоятельно регулирукпцее приток и давление ды— хательного газа, имеет большое количество основных цепей регулирования. Одна из цепей регулирования содержит схему для управления притоком и давлением, вентильное устройство, состоящее из регулирующего вентиля и вентиля инспирации и экспирации, и устройство измерения притока и давления, причем эта цепь регулирования служит для регулирования прито"ка. Следующая Irerrь rрегулирования содержит схему для управления притоком ч дав= лением, переключатель. вентильное устройство и измерительное устройство, причем эта цепь регулирования служит для регулирования давления. При предложенной конструкции исполнения регулирующее устройство является таким, что во время вдыхания производится регулирование притока, а во время выдыхания - регулирование давления. С таким регулирукшхим устрой- ро ством граница максимального притока дыхательного газа может быть достигнута еше до окончания фазы инспирации, вследствие чего неизбежно происходит его цереключение на регулирование дав- 2; ления. В каждом уаком случае не достигается установленный минутный объем подаваемого дыхательного газа. Известно также устройство, обеспечивающее гочный и безопасный принцип работы, при котором замкнутая цепь управления может быть приведена в действие выборочным образом воздухом или кисло родом. Зти газы подводятся через вводы, которые защищены направляющими вентиля- ми в целях непрерывной смены баллонов. Оба газа проводятся через ходовые клапаны, которые с одной стороны через распвложенную дальше инжекторную схему образуют связь с пациентом. Инжектор распо- „,, ложен в схеме так, что он может всасывать как свежий воздух из атмосферы, так и кислород из кислородной подушки. B случае KaUIIIII пациент имеет, еше возможность дополнительно принимать отфильтрованный клапаном ограничения дав ления воздух из атмосферы. Провода, подводящие газ в инжекторную схему, находятся в прямой или не прямой связи с ходовыми клапанами, которые ра50 ботают от отдельной схемы в ритме чаототы дыхания и отношения времен дыхания. Выбор для искусственного дыхания осуществляется дальнейшим ходовым клапаном, который воздействует непосредственно на управление, Аппарат искусственного дыхания пригоден, кроме того, для искусственного дыхания с избыточным давлением в конце экспирации, позволяет искусственное дыхание с переменным давлением и до пускает запрограммированное углублен— ное вдыхание. Это предупреждает угрожающие жизни состояния, например превышение или понижение давления искусственногo дыхания, частогы и давления npuBQga. ПОмимо дальнейшей возможнОсти под ключения к смешанному управлению управление аппаратом имеет в расположении пригодчые технические средства, которые соответствующе регулируют встречающийся в медицинских показаниях .выбор характеристического хода кривой дыхания процесса искусственного дыхания. Хотя таким . образом процессы управления времени, давления, притока и объема известных видов устройств искусственного дыхания реализуются только в одном аппарате иокусственного дыхания,, все же это и другое определено для продолжительного искусственного дыхания H поэтому находит предпочитаемое применение . в интенсивном обеспечении. Белью изобретения является возможность использования ашврата искусственного дыхания в посгоянном независимом диапазоне, который, несмотря на свои малую массу и размеры при одновременно экономном расходе газа, обеспечивает основные функции контролируемо"о и ассистируемого искусствен;..or о дыхания в качестве "1 РРВ". Поэтому изобре ению ставится задача для быстрой медицинской помощи разработать аппарат искусственного дыхания. который по аналогии вышеназванного последнего управле ьня аппарата имеет замкнутую цепь управления, которая все же определенно отделена от дыхательного контура, и, несмотря на небольшое количество технических средств, дает возможность притока дыхательного газа со ступенчатым регулированием доли кислорода. Благодаря изобретению должна быть повышена степень использования имеюшихся элементов управления, которые гарантируют процесс управления каждой описан= ной в области применения возможности егулирова ния, Поставленная пель достигается благсьдаря rraраллельному пневматически-логическому управлению ходовому клапану. который приводится в действие вручную, и пчраллельному инжекторной схеме ходовому клапану, который приводится в действие пневматически, далее через взаимную и продолжающуюся к элементу ИЛИ О50405 сигнальную связь и через образование наложенных, а также отделяемых друг от друга пиний управления, от которых имеющая управляемый вручную ходовой клапан первая линия управления включается в 5 сигнальные связи между редукционным вентилем и управлением, а также между пневматически управляемым ходовым клапаном и элементом ИЛИ, имеющая пневматически управляемый ходовой клапан вторая ли-1О ния управления включается в сигнальные связи между ходовым вентилем для кислорода под давлением и регулируемым дросселем, а также между управляемым вручную ходовым клапаном и элементом 15 ИЛИ, и от которых третья линия управления черж регулируемый дроссепь, пневматически управляемый ходовым клапаном, включается в инспирационный провод, который со своей стороны связан с вклю=- 20 ченным в управление пороговым переключателем и сигнально связанным с ним следующим ходовым клапаном и далее подключенным в нему манометром дыхательного давления. 25 Благодаря изобретению достигаемые до сих пор относительно неэкономичными средствами или компактным управлением основные функции управляются относительно небольшим количеством элементов обо- зо луживания. Кроме того, техника управления, дающая возможность пневматически откалиброванной настройки частоты и соотношения времен дыхания, в особенности изобретательное. байпасное управление или з их наложенные линии управления, позво= ляют также обновление потока дыхательного газа; которое рассчитано преимущественно для ступенчатого ввода доли кислорода от 21% до приблизительно 50 .и 100%. Кроме безопасного контроля давления и объема дыхательного газа можно по мере надобности для пациента до t бавлять благоприятствуюший цели объем газа с медикаментами ипи увлажнять его. Подача медикамента или увлажненного дыхательного газа согласно изобретению может быть достигнута тем, что провод, прямо соединяющий управление с пневматически управляемым ходовым клапаном, N имеет ответвление к усилителю, который состоит из двух логически включенных репе с двойной мембраной н который связан через сигнальный провод с соединительным штуцером, предназначенным 55 для связи распылителя или увпажнителя. Связи с логически включенным управ пением заняты сигналом таким образом, что во время инспирации на пневматичеокн управляемый ходовой клапан, а также на экспирационный клапан подается сигнал "Ь ", a на элемент ИЛИ вЂ” сигнал "0" напротив, во время экспирашж следует обратная подача сигналов. а именно ходовой клапан как и экспирационный клапан содержат сигнал "0", а элемент ИЛИ содержит сигнал . ". На чертеже представлена схема аппара та. использующая принципиально известные элементы пневматических систем управления. Схематически изображенный аппарат искусственного дыхания служит прежде всего щи оказания быстрой медипинской, помощи, что обеспечивается особенно его независимой от стационарных устройств системой пи ания, его малой массой и малыми размерами. При использовании логически управляемых элементов, какие, например, содержатся в схеме в качестве ходового клапана 1 .: или порогового пере ключателя 2, экспнрационного клапана 3 или порогового переключателя 4 и установлены в комплексе схемы рациональным образом, управляются основные функции контролируемого и ассистируемого искуоственного дыхания, а также другие важные процессы искусственного дыхания. Предлагаемый аппарат искусственного дыхания, привод которого осуществляется выборочным образом, воздухом или кислородом, и в котором этот природный газ, используемый одновременно в качестве питающего газа, воздействует при работе через вручную приводимый в действие ходовой клапан 5, снабжен предусмотренным для безмаспя ногo подключения питачия сжатого воздуха или кислорода направлян щими клапанами 6 и 7, которые с одной стороны соединены через фильтр 8 с ходовым клапаном 1 и с другой стороныс редукпионным клапаном 9, Последний служит щи питания постоянного давлени газа 1,4 кгс/см в управлении 26, в 2. которое он включен. Отходящая от него напорная пиния подведена, кроме того, к ходовому клапану 13, который сигнально связан с ходовым клапаном 12 и элементом ИЛИ 25. Элемент ИЛИ 25 своим вторым mo. дом подключен к управлению 26 так, что часть управления линии управления, образованная ходовым клапаном 13, представляет собой параллельное байпасное управление. kept сигнальное соединение управления 26 с ходовым клапаном 1 запускаются две другие, принадлежащие к нему пинии управления, которые, исходя из не9504055 го с одной стороны, проходя через ходовой клапан 12 и регулируемый дроссель 11, вводятся в инспирациониый провод, и с другой стороны, проходя через регулируемый дроссель 10, подводятся к инжек- 5 тору 15. Инжектор 15 имеет боковой вывод к всасывающему клапану 2, мембранная камера которого сигнально связана с выходом элемента ИЛИ 25 и пружинная камера которого связана с всасывающим фильтром 16 и клапаном ограничения избыточного давления 17. Этот клапан и клапан ограничения избыточного давления 18 расположены на выходе включенного в инжектор 15 инспирациоиного провода ?7, который со своей стороны имеет сигнальный вывод к связанному с управлением 26 пороговому пс»реключателю 4 и к вручную приводимому в действие ходовому вентилю 20 с под- 20 ключаемым манометром дыхательного газа 21. Экспирациониый газ проведен через экс ирационный обратный клапан 23, которьгй через промежуточную схему объемо 25 метра 22 дыхательного газа и подключенный за ней экспирационный клапан 3 связан с управлением 26. Для случая " PP - искусственного дыхания предусмотрена оптическая индикация 24, которая срабатывает от управления 26. Возможно также посредством оптической индикации 24 сделать контролеспо35 собиым каждый контролируемый вдох. Байпасное управление дает в целях спасения возможность рационального ступенчатого изменения доли кислорода в дыхательном газе, а именно от 21% при мерно до 50 и 100%. Обеспечение 21% требует привода безмасляиым воздухом под давлением, который подводится через направляющий клапан 7. Ходовой клапан 5 . вручиуто ставится B положение Проход и таким образом откиочается не представленная здесь блокировка для притока или ввода кислорода. Ходовой клапан 1 2 находится в состоянии "Нет. прохода", элемент ИЛИ имеет инспираторный 50 сигнал 0" Если требуется около 50% доли кис»лорода в питательном газе, ходовой клапан 5 переключается в положение Нет прохода". Этим процессом переключения 55 запускается подача кислорода через клапан 6, но не его использование для техники управления. Для этой цели служит также и в дальнейшем все еще поступаюший воздух под давлением. При таком же положении ходового клапана 12 и инспираторном сигнале 0 элемента ИЛИ 25 согласно соотношению притока масс инжектора 15 проходит смесь воз,духа под давлением и кислорода. Прн питательном газе, содержащем 100% кислорода, инжектор 15 следует отключить. Ограниченная инспираторным сигналом " " элемента ИЛИ 25 доля всасываиия инжектора 15, которая неизбежно влекла бы за собой значительное уменьшение вдыхаемого объема, относи» тельно компенсируется благодаря байпас ного управления, а именно посредством подключения объемного тока черм дроссель 11 вследствие положения переключения "Проход ходового клапана 12. Смотря по обстоятельствам, возможная разность объемов может быть скорректирована в дросселе 1 1, Это байпасное управление со своими тремя линиями управления при обратном включении, а именно при уменьшении кислорода в питательном газе имеет большие преимущества, особенно тогда, если переключается от 100% кислорода на газовую смесь. Без байпасного управления не исключена опасность для пациента, и к обслуживающему персоналу предъявляются особые требования, которые трудно выполнимы в условиях оказания быстрой медицинской помощи и особенно в случаях катастрофы. Если питательный газ содержит 100% кислорода, то имеющийся сжатый воздух следует использовать для техники управления. В атом случае ходовой клапан 5 остается в положении "Нет прохода". Если отсутствует сжатый воздух для процесса управления, можно в качестве средства привода использовать также и кислород. В этом случае ходовой клапан 5 переключается в положение "Проход . Представленная на чертеже схема аппарата содержит также усилитель 14, который подключен к сигнальному проводу, проходящему от управления 26 к ходовому вентилю 20. Усилитель состоит из двух логически включенных реле с двойной мембраной и связан с соединительным штуцером 19. К нему может быть подключен распылитель (не показан), который работает по принципу клапана. В примере осуществления содержатся еще отдельные группы схем, которые относятся к частичным решениям экоис мического патента ГДР 122020. Так, 950405 например, мероприятия пля контроля объема и двоичная индикация для контролируемого и ассистируемого искусственного дыхания. По причине их известности сокра» шаются относящиеся к ним выполнения 5 работ. По другому обстоит дело со следующими мероприятиями относительно механизма блокировки, который препназначен для распределечия ввода кислорода и/или сжатого воздуха. Он подключается через ходовой клапан 5 относительно его положения таким образом, что при эксплуатации сжатого воздуха с 21% О и положении "Проход" подведение кислорода заперто направляющим клапаном 6 и при положении Нет прохода" подведение кислорода, как и сжатого воэпуха, осуществляется через направляющие клапаны 6 и 7. Изображение механизма блокировки не представлено на чертеже, гак как 2о возможности его связи с ходовым клапаном 5 посредством известных рычагов переключения могут быть разными. Формула изобретения 1 . .Пневматически управляемый аппарат для искусственного дыхания, имеющий вводы для сжатого воздуха и для сжатого gg кислорода, соединенные через направляющие клапаны, и фильтры с ручным рычаroM, который в зависимости от вида снабжения сжатым газом образует соединение с редуктором, связанным с управлением, и соединение с пневматически управляемым ходовым клапаном, имеющем через дроссель вход к инжектору, который подведен с одной стороны к всасывающему клапану с вводом пля управления и для атмосяо феры, с другой стороны к проводу для пациента, предназначенного пля инспирации, с предохранителем высокого и низкого давлений, который имеет экспирационный обратный клапан с вводом пля пациента и обьемомер, связанный с ним по направлению течения выдыхания, и экспирационный клапан, соединенный по сигналам с управлением, о т л и ч а ю ш и и с я ходовым клапаном 1 3 параллельным =управлению 26, вручную регулируемым, и ходовым .клапаном 1 2, параллельным инжекториой схеме 2, 10, 15 и пневматически регулируемым, их взаимным ri продолженным к элементу ИЛИ 25 соединением по сигналам и образованием налаженных нли отделяемых друг от друга лйний управления, из которых первая линия управления, имеющая ходовой клапан 13, подключена к коммутации сигналов между редуктором 9 и управлением 26 и ходо» вым клапаном 12 и элементом ИЛИ 25, вторая линия управления, имеющая ходовой клапан 12, включена к существующей между ходовым клапаном 1 и дросселем 10 и ходовым клапаном 13 и элементом ИЛИ 25 коммутации сигналов, и из ко торых третья линия управления, проведенная от ходового клапана 12 через дроссель 1 1, соединяется с инспирационным проводом, который соединен,в свою очеpegb, с включенном в управление 26 пс роговым переключателем 4 и с соединенным по сигналам ходовым клапаном 20 с манометром дыхательного давления 21. 2. А ппарат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что провод, непрерывно связывающий управление 26 с пневмати чески управляемым ходовым клапаном 1, имеет ответвление к усилителю 14, состоящему, главным образом, иэ логически включенных реле с двойной диафрагмой и соединенному через сигналопровод с вводным штуцером 1 9, предназначенным для подключения периферийного прибора. З.Аппарат цопп.1 и2, отлич а ю шийся тем, что соединения с логически включенным управлением, на— гружены сигналами таким образом, что во время инспирации у пневматически управляемого ходового клапана 1 и у экспи-. рационного клапана 3 возникает сигнал или у элемента.ИЛИ 25 сигнал О, а в случае выдыхания передача сигналов обратна. 4. Аппарат по пп. 1 - 3, о т л ич а ю шийся тем, что в рабочем режиме 100% кислорода" благодаря появлению у элемента ИЛИ 25 сигнала соединение всасывающей стороны инжектора 15 с атмосферой посредством всасывающего клапана 2 блокировано. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демокрач ической Республики. Редактор T. Becenoaa Составитель Э. Телеиникова Техред К, Мыщьо Корректор С, Шекмар Заказ 5801/10 тираж 714 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, г.."жгород, ул. Проектная, 4
