УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЁГКИХ Российский патент 2015 года по МПК A61H31/02 

Устройство для искусственной вентиляции лёгких, которое содержит газовый генератор вдоха, соединенный с генератором прямоугольных импульсов линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости газотока и со средством связи с пациентом, электромагнитный клапан как регулятор направленности потока дыхательного газа или в атмосферу, или в легкие пациента, установленный на шланге выдоха и средством связи с пациентом через ротаметр с регулятором скорости потока, и шланг вдоха, которое отличается тем, что оснащено програмным обеспечением с базой данных и контролером, что блокирует включение клапана, а за электронный регулятор взят генератор прямоугольных импульсов, у которого частота импульсов за минуту соответствует частоте дыхательных циклов за минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственной вентиляции лёгких в госпитальных или внегоспитальных условиях использования.

Ближайшим аналогом предложенного изобретения является устройство для искусственной вентиляции лёгких (патент Украины №1362 Cl, А61Н 31/02, 1994) который имеет газовый генератор вдоха, соединенный линией низкого давления со средством связи с пациентом, в свою очередь соединенным 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, снижение затрат труда на установку и эксплуатацию, упрощение эксплуатации устройств при смене не просто параметра вентиляции, а целой программы с учетом динамики процесса. С улучшением состояния увеличивается номер программы (снижается частота аппаратной вентиляции и растет соотношение вдох-выдох увеличивая паузы для самостоятельного дыхания.

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 программированного управления.

2. Обеспечить выполнение дыхательной аппаратной поддержки в соответствии с динамикой процесса восстановления функции самостоятельного дыхания.

Поставленные задачи решены таким образом, что в устройство добавлена микросхема, 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 программою мониторинга вентиляции возникает возможность безопасного проведения вентиляции лёгких у одного или нескольких новорожденных одновременно, одним спасателем, корости 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. Электрокабель, питающий генератор.

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 (в микросхеме генератора закодировано 15 программ под номерами от 1 до 15 и каждая программа отображает этап вентиляции от полностью управляемой при полном отсутствии самостоятельного дыхания до вспомогательных режимов с уменьшением аппаратной частоты вентиляции и увеличением пауз для прироста самостоятельных вдохов).

На цифровой шкале генератора отображаются параметры текущей программы и ее номер.

В состав устройства для искусственной вентиляции лёгких входят газовый генератор вдоха, соединенный линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости потока и средством связи с пациентом, и электромагнитный клапан, регулирующий направление потока газовой смеси либо в атмосферу, либо в легкие пациента. Клапан установлен на шланге выдоха и соединен с генератором прямоугольных импульсов и с ЭВМ при помощи соответствующих кабелей. В качестве электронного регулятора используется генератор прямоугольных импульсов. Частота импульсов соответствует частоте дыхательных циклов, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха. Устройство снабжено программным обеспечением с базой данных и контроллером, блокирующим включение клапана.

Устройство для искусственной вентиляции лёгких, которое содержит газовый генератор вдоха, соединенный с генератором прямоугольных импульсов линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости газотока и со средством связи с пациентом, электромагнитный клапан как регулятор направленности потока дыхательного газа или в атмосферу или в легкие пациента, установленный в шланге выдоха, и средством связи с пациентом через ротаметр с регулятором скорости потока и шланг вдоха, отличающееся тем, что оно оснащено программным обеспечением с базой данных и контроллером, что блокирует включение клапана, а за электронный регулятор взят генератор прямоугольных импульсов, у которого частота импульсов за минуту соответствует частоте дыхательных циклов за минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха.