АППАРАТ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A61H31/02 

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

Известен дыхательный аппарат, содержащий функциональный блок, блок присоединения к дыхательным путям пациента, панель управления и систему аспирации (см. Авторское свидетельство СССР N 328639, кл. A 61 H 31/02, 1970).

Однако этот аппарата недостаточно эффективен при использовании в спасательных службах, службах скорой помощи и полевой хирургии, т.к. он не создает постоянства регулируемого соотношения длительности вдоха и выдоха при изменении частоты циклов: не дает с необходимой точностью установленных параметров величины соотношения длительности вдоха и выдоха и частоты циклов; делает трудоемким процесс регулирования частоты циклов при сохранении соотношения длительности вдоха и выдоха. Кроме того, он не имеет блока ограничения выходного давления по величине и имеет значительный непроизводительный расход газа на привод аппарата.

Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильности параметров соотношения длительности вдоха и выдоха и частоты циклов. Уменьшение непроизводительного расхода газа на привод аппарата, уменьшение габаритов, снижение веса и расширение функциональных возможностей аппарата за счет введения высокочастотной вентиляции легких и одновременного проведения их аспирации и вентиляции.

Указанный технический результат достигается тем, что известный аппарат для искусственного дыхания, содержащий функциональный блок, с входящими в него емкостью, пневмоэлементом переключения емкости и пневмореле управления, блок присоединения к дыхательным путям пациента, состоящий из пневмодросселя регулирования выходного давления, выход которого связан со входом выходного пневмоканала, панель управления с выведенным на нее пневмотумблером аспирации и пневмодросселем регулирования выходного давления и систему аспирации, снабжен установленным на его входе редуктором, узлом измерения рабочего давления, связанным с выходным пневмоклапаном, функциональный блок снабжен дополнительными пневмоэлементами переключения емкости и пневмоэлементом регулирования диапазона частот, соединяющим емкость с пневмоэлементами ее переключения и включенным по схеме "ИЛИ", и пневмоэлементом управления, перераспределяющим поток газа в зависимости от используемого диапазона частот и установленным между пневмореле управления и пневмоэлементами переключения емкости, блок присоединения к дыхательным путям пациента снабжен связанными со входом аппарата двумя пневмоклапанами с предохранительными пневмодросселями на выходе, подключенными через пневмоклапан "ИЛИ" к пневмодросселю регулирования выходного давления, панель управления снабжена двумя пневмотумблерами выбора диапазона частот, связанными с выходом редуктора и подключенными соответственно к основному и дополнительному пневмоэлементами переключения емкости и пневмоклапанам блока присоединения к дыхательным путям пациента, в систему аспирации введен пневмоклапан аспирации, связанный со входом аппарата и подключенный к пневмотумблеру аспирации, а емкость выполнена регулируемой.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого аппарата искусственного дыхания, а на фиг. 2 - его принципиальная схема.

Аппарат состоит из функционального блока 1, соединенного с панелью управления 2 и блоком присоединения к дыхательным путям пациента 3, системы аспирации 4, узла измерения рабочего давления 5 и редуктора 6.

Функциональный блок 1 содержит регулируемую емкость 7, основной и дополнительный элементы переключения емкости 7, каждый из которых включает мембранный пневмоэлемент 8 (или 9) с регулируемыми пневмодросселями 10 и 11 (или 12 и 13), пневмоэлемент регулирования диапазона частот 14, включенный по схеме "ИЛИ", пневмореле управления 15, включенное по схеме с положительной обратной связью, и пневмоэлемент управления 16, перераспределяющий поток газа по пневмоэлементам 8 и 9 в зависимости от используемого диапазона частот.

Выходы нормально открытого и нормально закрытого контактов пневмоэлемента 14 соединены между собой и через емкость 7 соединены с камерой управления пневмореле управления 15, у которого выход нормально закрытого и вход нормально открытого контактов объединены между собой, а выход нормально открытого контакта соединен с атмосферой. Выход пневмореле управления 15 соединен с входами нормально закрытого и нормально открытого контактов пневмоэлемента 16, выход нормально закрытого контакта пневмоэлемента 16 соединен с камерой управления пневмоэлемента 8, выход нормального открытого контакта пневмоэлемента 16 соединен с камерой управления пневмоэлемента 9. Камера управления пневмоэлемента 16 соединена с выходом пневмотумблера 17.

Пневмоэлемент 8 соединен своими нормально открытыми контактами с источником питания и с регулируемым пневмодросселем 11, нормально закрытыми контактами - с регулируемым пневмодросселем 10 и с атмосферой, а сами пневмодроссели 10 и 11 соединены со входом нормально закрытых контактов пневмоэлемента 14.

Пневмоэлемент 9 соединен своими нормально открытыми контактами с источником питания и с регулируемым пневмодросселем 13, нормально закрытыми контактами - с регулируемым пневмодросселем 12 и с атмосферой, а сами пневмодроссели 12 и 13 соединены со входом нормально открытых контактов пневмоэлемента 14.

В блок присоединения к дыхательным путям пациента 3 входят: два пневмоклапана его включения 19 и 20 и с предохранительными пневмодросселями 21 и 22, пневмоклапан "ИЛИ" 23, пневмодроссель регулирования величины выходного давления 24 и выходной пневмоклапан 25, служащий для управления потоком газа в линии пациента. При этом входы пневмоклапанов 19 и 20 соединены со входом аппарата, выходы - с предохранительными дросселями 21 и 22, связанными своими выходами со входом пневмоклапана "ИЛИ" 23, а остальные элементы блока 2, а именно 23, 24 и 25, соединены последовательно. Выходы пневмотумблеров 17 и 18 присоединены к камерам управления пневмоклапанов 19 и 20, выход пневмореле управления 15 связан с камерой управления выходного пневмоклапана 25.

Система аспирации 4 состоит: из пневмоклапана 26, камера управления которого связана с выходом пневмотумблера 27, вход - со входом аппарата, а выход - со штуцером "режим аспирации", установленном на корпусе аппарата.

Узел измерения рабочего давления 5, связанный с выходным пневмоклапаном 25, состоит из манометра 28, соединенного с выходом аппарата через обратный клапан 29, а с атмосферой - через пневмоклапан 30, камера управления которого связана с выходом пневмокнопки 31, выведенной на панель управления 2.

Кроме того, на панель управления 2 выведены: пневмотумблеры выбора диапазона частот 17 и 18, выходы которых соединены с пневмоэлементами 8, 9 и камерами управления пневмоэлементов 14 и 16, манометр 28 для измерения рабочего давления и регулятор регулируемой емкости 7.

На входе аппарата установлен редуктор 6, с выхода которого газ поступает на входы: нормально закрытого контакта пневмореле 15, пневмотумблеров 17, 18 и 27, а также пневмокнопки 31.

Устройство работает следующим образом.

При подаче давления питания на вход аппарата, избыточное давление газа, поступает на вход пневмоклапана системы аспирации 26, ко входам пневмоклапанов 19 и 20 блока 3 и на вход редуктора 6, на выходе которого поддерживается избыточное давление газа, равное 0,14 МПа, подводимое к нормально закрытым контактам пневмореле управления 15, пневмотумблерам 17, 18 и 27 и к пневмокнопке 31.

При включении пневмотумблера 17 газ подается к пневмоэлементу 8 и к камерам управления пневмоэлементов 14 и 16 и пневмоклапана 20. Происходит срабатывание этих пневмоэлементов. Газ через нормально открытые контакты пневмоэлемента 8, регулируемый внемодроссель 11 и включенный пневмоэлемент 14, поступает в регулируемую емкость 7 и в камеру управления пневмореле 15. Происходит заполнение регулируемой емкости 7.

Одновременно с заполнением емкости 7 газ через пневмоклапан 20, предохранительный пневмодроссель 22 и пневмоклапан 23 поступает к пневмодросселю 24. Во время заполнения регулируемой емкости 7 пневматический сигнал на выход пневмореле 15 отсутствует и выходной пневмоклапан 25 блока 3 выключен. На выходе аппарата давление отсутствует. Идет процесс пассивного выдоха.

После того как нарастающее давление в регулируемой емкости 7 достигает величины срабатывания, на выходе пневмореле 15 появляется пневматический сигнал, который поступает в камеру управления выходного пневмоклапана 25 и через нормально закрытый контакт пневмоэлемент 16 в камеру управления пневмоэлемента 8. На выходе аппарата появляется давление, величина которого устанавливается м помощью пневмодросселя 24 и фиксируется манометром 28. Идет процесс активного вдоха.

Одновременно с началом вдоха происходит переключение пневмоэлемента 8, отключение пневмодросселя 11 от источника питания и соединение пневмодросселя 10 с атмосферой. Происходит уменьшение давления в емкости 7 до величины обратного срабатывания пневмореле 15, которое устанавливается в исходное положение, и на его выходе отсутствует пневматический сигнал. Происходит выключение выходного пневмоклапана 25 и переключение пневмоэлемента 8. Одновременно пневмодроссель 10 отключается от атмосферы, а пневмодроссель 11 подключается к источнику питания. На выходе аппарата давление отсутствует. Идет процесс пассивного выдоха и заполнения емкости 7 через пневмодроссель 11. При этом пневмоэлемент 9 не работает.

Продолжительность активного вдоха и пассивного выдоха регулируется пневмодросселями 10 и 11, а частота вентиляции - емкостью 7.

Для регулирования частоты вентиляции в широких пределах при сохранении небольших размеров и массы емкости 7 и для более эффективности управления ею весь диапазон частот вентиляции разделен на две части. Это реализовано в схеме с помощью двух элементов переключения емкости 7 с входящим в них пневмоэлементами 8, 9 и пневмодросселями 10 и 11, 12 и 13.

Пневмоэлемент 9 включается с помощью пневмотумблера 18 и действует также как пневмоэлемент 8, аналогичным образом работает пнемодроссели 12, 13 и блок 3, только в этом случае задействованы пневмоклапан 19 и пневмодроссель 21. При этом при работе пневмоэлемента 9 пневмоэлемент 8 не работает.

Пневмодроссель 21 и 22 устанавливают верхние пределы давления на выходе аппарата при максимально открытом пневмодросселе регулирования 24.

Соотношение длительности вдоха и выдоха определяется пневмодросселями 10, 11 и 12, 13 и не зависит от частоты циклов.

Аппарат работает в циклическом режиме и на его выходе образуются периодические импульсы прямоугольной формы. Манометр 28, который фиксирует эти импульсы, также работает в цикличном режиме, что очень затрудняет измерение величины давления на выходе аппарата. Для того, чтобы манометр 28 не фиксировал импульсы, а только величину давления, а его цепь включены обратный клапан 29 и пневмоклапан 30, управляемый пневмокнопкой 31. Последнее необходимо для сброса давления из полости манометра 28 в атмосферу при уменьшении величины давления на выходе аппарата.

Для обеспечения режима аспирации включается пневмотумблер 27, который включает пневмоклапан 26. Газ со входа аппарата через пневмоклапан 26 поступает к штуцеру "режим аспирации". При таком соединении аспирации может проводится без прерывания вентиляции легких.

Изобретение используется в медицине, технический результат - обеспечение стабильности параметров соотношения длительности вдоха и выдоха и частоты циклов, проведение одновременной аспирации и вентиляции легких, уменьшение непроизводительного расхода газа на привод аппарата, уменьшение размеров и массы. Аппарат имеет функциональный блок, панель управления, блок присоединения к дыхательным путям пациента и систему аспирации, установлены редуктор (на входе), узел измерения рабочего давления, связанный с выходом пневмоклапаном. В функциональном блоке емкость выполнена регулируемой, а сам блок снабжен, помимо основного пневмоэлемента переключения емкости, состоящего из мембранного пневмоэлемента с регулируемыми пневмодросселями, дополнительным, состоящим из мембранного пневмоэлемента с регулируемыми дросселями. Кроме того, блок снабжен пневмоэлементом регулирования диапазона частот, включенным по схеме ИЛИ пневмореле управления, включенным с положительной обратной связью, и пневмоэлементом управления, перераспределяющим поток газа по пневмоэлементам. Блок присоединения к дыхательным путям пациента снабжен связанными со входом аппарата двумя пневмоклапанами с предохранительными пневмодросселями на выходе, подключенными через пневмоклапан ИЛИ к пневмодросселю, регулирования выходного давления. Панель управления снабжена двумя пневмотумблерами выбора диапазона частот, связанными с выходом редуктора и подключенными соответственно к основному и дополнительному пневмоэлементам переключения емкости и пневмоклапанам блока присоединения к дыхательным путям пациента. В систему аспирации введен пневмоклапан аспирации, связанный со входом аппарата и подключенный к пневмотумблеру аспирации. 2 ил.

Аппарат для искусственного дыхания, содержащий функциональный блок, с входящими в него емкостью, пневмоэлементом переключения емкости и пневмореле управления, блок присоединения к дыхательным путям пациента, состоящий из пневмодросселя регулирования выходного давления, выход которого связан со входом выходного пневмоклапана, панель управления с выведенным на нее пневмотумьлером аспирации и пневмодросселем регулирования выходного давления и систему аспирации, отличающийся тем, что аппарат снабжен установленным на его входе редуктором, узлом измерения рабочего давления, связанным с выходным пневмоклапаном, функциональный блок снабжен дополнительными пневмоэлементом переключения емкости и пневмоэлементом регулирования диапазона частот, соединяющим емкость с пневмоэлементами ее переключения и включенного по схеме ИЛИ, и пневмоэлементом управления, перераспределяющим поток газа в зависимости от используемого диапазона частот и установленным между пневмореле управления и пневмоэлементами переключения емкости, блок присоединения к дыхательным путям пациента снабжен связанными со входом аппарата двумя пневмоклапанами с предохранительными пневмодросселями на выходе, подключенными через пневмоклапан ИЛИ к пневмодросселю регулирования выходного давления, панель управления снабжена двумя пневмотумблерами выбора диапазона частот, связанными с выходом редуктора и подключенными соответственно к основному и дополнительному пневмоэлементам переключения емкости и пневмоклапанам блока присоединения к дыхательным путям пациента, в систему аспирации введен пневмоклапан аспирации, связанный со входом аппарата и подключенный к пневмотумблеру аспирации, а емкость выполнена регулируемой.