СПОСОБ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЁГКИХ У НОВОРОЖДЕННЫХ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ КЛИНИЧЕСКИХ СИТУАЦИЯХ Российский патент 2015 года по МПК A61H31/02 

Устройство для искусственной вентиляции лёгких у новорожденных в экстремальных условиях, который содержит газовый генератор вдоха, со средством связи с пациентом (или пациентами от одного до четырех) через блок ротаметров (от одного до четырех) с регуляторами скорости потока и шланг вдоха, электромагнитный клапан (или 2-3-4 клапана) как регулятор направленности потока дыхательного газа либо в атмосферу, либо в легкие пациента, установленный на шланге выдоха, соединенный с электронным регулятором через электрокабель, который отличается тем, что как электронный регулятор использован генератор прямоугольных импульсов (от одного до четырех), у которого частота импульсов за минуту соответствует частоте дыхательных циклов за минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха, кроме того, устройство содержит электронно-вычислительную машину, соединенную с генератором прямоугольных импульсов и электромагнитным клапаном, при этом ЭВМ оснащена программами выполнения вентиляции лёгких и блокирования опасных параметров вентиляции.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственной вентиляции лёгких в госпитальных или внегоспитальных условиях использования. Природные и промышленные катастрофические акции, войны требуют от неотложной медицины значительно больше, чем это возможно из существующего опыта и современного оснащения. Автором предложено изобретение, значительно большего потенциала спасения новорожденных детей способом искусственного дыхания в экстремальных условиях. Ближайшим аналогом предложенного изобретения является устройство для искусственной вентиляции лёгких (патент Украины № 1362 C1, А61Н 31/02, 1994), которое имеет газовый генератор вдоха, соединенный линией низкого давления со средством связи с пациентом, в свою очередь соединенный через электромагнитным клапаном выдоха с атмосферой, электронный регулятор, дополнительные средства связи с пациентом, установленные в соответствующих линиях низкого давления, блок ротаметров с регуляторами потока, установленные в линиях высокого давления сменными клапанами для искусственной нормо-частотной вентиляции и установленные на шлангах выдоха регуляторы потока по числу средств связи с пациентами, а оснащенные канюлями для высокочастотной вентиляции входы электромагнитных клапанов выдоха и сменных клапанов, которые являются управляющими, соединены с выходами электронного регулятора.

Признаками ближайшего аналога, которые совпадают с существенными признаками изобретения, является наличие в устройстве для искусственной вентиляции лёгких газового генератора вдоха, соединенного линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости потока и со средством связи с пациентом, регулятора направленности потока, установленного на шланге выдоха электромагнитного клапана выдоха (соленоидного типа), соединенного с выходом электронного регулятора (генератора прямоугольных импульсов).

Техническим результатом предложенного изобретения является повышение уровня контроля эффективности искусственной вентиляции лёгких у пациентов, которых невозможно собрать в одном месте, снижение затрат труда на установку и эксплуатацию должного числа устройств у такого числа пациентов, снижение материальных затрат на несколько необходимых ежедневно респираторов, упрощение эксплуатации устройств при контроле одним медиком одного многопациентного устройства, снижение возможности опасных для пациента ошибок (учитывая новорожденного пациента в экстремальных условиях).

Причинами, затрудняющими достижение технических результатов при использовании ближайшего аналога, являются:

- необходимость двойного обеспечения клапанами (для нормо-частотной и высокочастоной вентиляции с двумя линиями давлений низкого и высокого);

- необходимость смен линий разного давления (высокого и низкого);

- необходимость большого количества специализированного медперсонала высокой квалификации для контроля и техники и самих пациентов высокого риска баротравмы лёгких в процессе вентиляции.

В основу заявленного изобретения поставлены задачи:

1. Усовершенствование устройства для искусственной вентиляции лёгких за счет упрощения системы вентиляции, системы управления и за счет применения только одного дыхательного контура.

2. Рост возможности управления процессом искусственной вентиляции лёгких у нескольких пациентов одним специалистом медиком.

Поставленные задачи решены таким образом, что в устройство добавлена ЭВМ, соединенная и генератором импульсов и клапаном вдоха-выдоха и оснащенная программой выполнения вентиляции и контроля за безопасностью вентиляции.

Между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом существует причинно-следственная связь.

Поскольку для выбора параметров вентиляции применен генератор прямоугольных импульсов (закрытие клапана - вдох, а открытие клапана - выдох) легко вычисляется частота вентиляции и временное соотношение вдох-выдох (по скважности импульса). Минутная вентиляция лёгких равна потоку, прошедшему через клапан в легкие при его закрытии. Время вдоха и выдоха (один дыхательный цикл) равно 1 минута/частота вентиляции за минуту. Время вдоха равно времени цикла, умноженному на соотношение вдоха к выдоху.

Минутный объем вентиляции = скорости газотока × время вдоха. Данный принцип широко известен из специальной литературы.

Разовый объем вдоха = минутный объем/частота вентиляции за минуту.

Растяжимость легочной ткани = разовый объем вдоха/давление на вдохе.

Давление постоянно контролируется манометром дыхательного контура.

Высокая аппаратная растяжимость лёгких при вентиляции опасный фактор и требует мониторирования.

Легочное сопротивление = скорости газотока/растяжимость лёгких. Константа времени = растяжимость лёгких × легочное сопротивление. ЭВМ моментально рассчитывает данные параметры и при опасных параметрах клапан не включается (всплывает окно с опасными параметрами). Только при безопасных параметрах включается система вентиляции. В известных аппаратах искусственной вентиляции лёгких указанных опций нет, что повышает риск их использования.

Таким образом, с введения ЭВМ с программой мониторинга вентиляции возникает возможность безопасного проведения вентиляции лёгких у одного или нескольких новорожденных одновременно одним спасателем, скорости потока, что неизвестно из источников литературы по данному вопросу.

Изобретение проиллюстрировано графическим материалом, где указана схема устройства для одного пациента:

1. Газовый генератор вдоха.

2. Ротаметр (с регулятором потока газа в легкие).

3. Шланг вдоха.

4. Адаптер-тройник (место связи пациента со шлангами вдоха и выдоха).

5. Шланг выдоха.

6. Клапан на конце шланга выдоха.

7. Генератор, дающий импульсы (частота которых - частота вентиляции и скважность - соотношение вдоха к выдоху).

8. ЭВМ (любой компьютер с программой немедленного расчета параметров эластичности лёгких и реакции легочной ткани на нагрузку газовым потоком, давлением и вводимым объемом). При этом ЭВМ не реализует опасные режимы вентиляции, указывая агрессивную величину.

9. Электрокабель, питающий генератор и ЭВМ.

Устройство работает таким образом:

- пуск генератора вдоха (открытие крана баллона или системы разводки газа);

- открытие ротаметра и установка скорости потока газа в легкие (согласно клиническим рекомендациям);

- имитатор лёгких пациента соединятся с адаптером и шлангами вдоха и выдоха (к дистальному концу которого крепится клапан), определяется поток газа частота и соотношение;

- пуск программы вентиляции и генератора импульсов и отмечается давление в контуре дыхания;

- на экране монитора появляются все заданные параметры (скорость потока в литрах за минуту, частота за минуту, соотношение вдох-выдох, давление на вдохе). В окнах другого цвета появляются производные параметры (минутный объем газа, проходящего через легкие пациента, разовый объем, среднее давление на вдохе, аппаратная растяжимость-комплайнс). Для достоверности параметров необходим контроль специалиста-медика и традиционный мониторинг пациента палаты реанимации;

- если на экране не всплывает окно запрета - клавишей ПУСК система вентиляции приводится в действие (после замены имитатора лёгких на дыхательный контур пациента). Если появляется окно-запрет, проводится коррекция опасного параметра, указанного в окне-запрета.

Точно таким же образом подсоединяется и второй-третий-четвертый пациенты по числу каналов генератора импульсов, генераторов вдоха и контуров дыхания. Каждый пациент вносится в память компьютера с паспортными данными и картой наблюдения, куда периодически вносятся клинические данные. Возможность выхода в интернет позволяет передачу данных и проведение консультаций других специалистов. Дополнительными опциями являются сетевые адаптеры к различным напряжениям электропитания 12.24.1190.220 В и согревание газа при его прохождении (в случае установления на шланге вдоха в одной из 8 экспериментальных моделей).

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственной вентиляции лёгких, применяемым как в условиях клиники, так и вне медицинских учреждений. Природные и промышленные катастрофы, террористические действия, война предъявляют повышенные требования к опыту медицины и используемому оборудованию. Предложено изобретение, которое значительно повышает потенциал спасения новорожденных детей, благодаря применению искусственного дыхания в экстремальных условиях. Устройство для искусственной вентиляции содержит газовый генератор вдоха, соединенный линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости потока со средством связи с пациентом, электромагнитный клапан-регулятор направленности потока, установленный на шланге выдоха, соединенный с выходом электронного регулятора. В качестве электронного регулятора используют генератор прямоугольных импульсов, у которого частота импульсов в минуту соответствует частоте дыхательных циклов в минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха. Устройство дополнительно оборудовано ЭВМ, которая соединена с генератором прямоугольных импульсов и электромагнитным клапаном, при этом ЭВМ снабжена программами выполнения вентиляции легких с блокированием опасных параметров вентиляции.

Устройство для искусственной вентиляции лёгких у новорожденных в экстремальных условиях, которое содержит газовый генератор вдоха со средством связи с пациентом (или пациентами от одного до четырех) через блок ротаметров (от одного до четырех) с регуляторами скорости потока и шланг вдоха, электромагнитный клапан (или 2-3-4 клапана) как регулятор направленности потока дыхательного газа либо в атмосферу, либо в легкие пациента, установленный на шланге выдоха, соединенный с электронным регулятором через электрокабель, отличающееся тем, что как электронный регулятор использован генератор прямоугольных импульсов (от одного до четырех), у которого частота импульсов за минуту соответствует частоте дыхательных циклов за минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха, кроме того, устройство содержит электронно-вычислительную машину, соединенную с генератором прямоугольных импульсов и электромагнитным клапаном, при этом ЭВМ оснащена программами выполнения вентиляции легких и блокирования опасных параметров вентиляции.