Устройство управления аппаратом искусственной вентиляции легких Советский патент 1987 года по МПК A61H31/02 

Изобретение относится к медицинской технике и может найти применение для управления аппаратами искусственной вентиляции легких (ИВЛ), используемых в отделениях анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии.

Целью изобретения является обеспечение высокой точности управления во всем частотном диапазоне проведения искусственной вентиляции легких при упрощении конструкции устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок- схема генератора прямоугольных импульсов.

Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом формиро- вателя 2 сигналов управления частотой переключения фаз дыхательного цикла. Первый выход формирователя 2 соединен с входом формирователя 3 сигнала управления режимом «Искуссвенный вздох, выходы которого подключены к входам генератора I. Второй выход формирователя 2 соединен с входом формирователя 4 сигнала управления режимом «Вспомогательная вентиляция, выход которого соединен с вторым входом формирователя 2. Устройство снаб- жене также формирователем 5 сигнала «Запрет вдоха, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, второй вход соединен с первым выходом формирователя 2, а выход - с третьим входом формирователя 2.

Генератор 1 содержит (фиг. 2) интегратор 6, выполненный на базе операционного усилителя и триггер Шмитта 7. В цепь отрицательной обратной связи интегратора 6 включены сопротивление 8 и основной конденсатор 9, образующие времязадающую цепь генератора 1. В цепь положительной обратной связи интегратора 6 включен потенциометр 10. Параллельно конденсатору 9 подключен дополнительный конденсатор 11, емкости обоих конденсаторов равны.

Выполнение генератора 1 по указанной схеме позволяет плавным изменением напряжения в цепи положительной обратной связи интегратора 6 ограничивать амплитуду его выходного напряжения, что приводит к 1лав- ному изменению с любой точностью частоты прямоугольных импульсов на выходе генератора 1.

Формирователь 2 сигналов управления частотой переключения фаз дыхательного цикла предназначен для осуществления основного режима работы аппарата ИВЛ, заключающегося в периодическом чередовании фаз вдоха и выдоха с заданной частотой переключения и заданным отнощением длительностей выдоха и вдоха Включение в состав формирователя 2 трех последовательно включенных двоичных четырехразрядных счетчиков позволяет получить на выхо- дых двух последних счетчиков последова

o

5 0

5 ..

тельностей двоичного счета от О до 256. Время прохождения этих последовательностей принято за длительность дыхательного цикла и пропорционально частоте прямоугольных импульсов на выходе генератора 1.

Формирователь 3 сигнала управления режимом «Искусственный вздох предназначен для управления в этом режиме постоянной времени генератора I, периодически осуществляя подключение дополнительного конденсатора 11 параллельно основному конденсатору 9 генератора 1 и тем самым вдвое увеличивая ее за счет единства емкостей основного и дополнительного конденсаторов. Включение в состав фор.мирователя 3 счетчика-делителя позволяет управлять периодичностью работы аппарата в режиме «Искусственный вздох в соответствии с медицинскими требованиями, т. е. через каждые 80-100 дь хате: ьных циклов.

Применение формирователя 4 сигнала управления режимом «Вспомогательная вентиляция позволяет осуществить синхронное с дыхательной попыткой пациента переключение аппарата ИВЛ с выдоха на вдох, а при отсутствии подобной попытки - по сигналу с выхода счетчика времени, расположенного в формирователе 4.

При.менение фор.мирователя 5 сигнала «Запрет вдоха позволяет за счет получения на выходах внутреннего счетчика двоичной последовательности О-15 и в соответствии с входной последовательностью получить сигнал «О и ocyntecTBHTb управление режимом «Пауза на вдохе для чего сигнал «О подается на вход формирователя 2.

Устройство работает следующим образом.

В основном режиме (управление пере- ключение.м фаз дыхательного цикла с заданной частотой и отношение.м длительностей выдоха и вдоха) перед включением аппарата ИВЛ устанавливают с помощью движка потенциометра 10 выбранное значение частоты переключения фаз дыхательного цикла, а с помощью формирователя 2 - заданное OTHonjeHHe длительностей выдоха и вдоха. В момент включения аппарата ИВЛ на выходе интегратора 6 генератора 1 появляется пилообразное напряжение, амплитуда которого определяется напряжением на движке потенциометра 10 (±Ц,ог), а на выходе генератора 1 появляются пря.моуголь- ные импульсы, полученные в соответствии с работой триггера Шмитта 7. Частота следования прямоугольных импульсов пропорциональна напряжению на движке потенциометра 10.

В этот же момент состояние элементов схемы фор.мирователя 2 обеспечивает наличие на выходе сигнала «О, а на другом выходе - сигнала «Ь, что приводит исполнительные механизмы аппарата ИВЛ в состояние, соответствующее началу фазы вдоха. Инверсия сигналов на выходах приводит

к изменению состояния исполнительных механизмов аппарата ИВЛ, вызывая переключение с вдоха на выдох.

Использование параметров управления основным режимом аппарата ИВЛ для формирования сигналов управления режимами «Искусственный вздох, «Вспомогательная вентиляция и «Пауза на вдохе позволяет существенно расширить возможности аппарата ИВЛ за счет одновременного осуществления управления несколькими режимами ИВЛ с помощью одного и того же генератора импульсов, что позволяет использовать аппарат с подобным устройством управления в различных клинических случаях проведения ИВЛ.

Плавное регулирование частоты прямоугольных импульсов с помощью потенциометра 10, выполненного в виде, например, многооборотного резистора, и преобразование этой частоты в последовательность двоичного счета позволяет управлять основным режимом работы аппарата ИВЛ во всем диапазоне (0,1-5 Гц) проведения ИВЛ, обеспечивая при этом задание частоты переключения фаз дыхательного цикла с тагом, не превыщающим 1

Формула изобретения

1. Устройство управления аппаратом искусственной вентиляции легких, содержащее генератор импульсов и формирователь сигналов управления режимом вспомогатель.

Составитель Ф. Рогожанский

Редактор Т. ПарфеноваТехред И. ВересКорректор С. Черни

Заказ 1239/6Тираж 596Подписное

РМ1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам и:адбрстений и открытии

1 13035, .Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. -1,5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. -4

НОИ вентиляции, отличающееся тем, что, с целью проведения искусственной вентиляции легких при упрощении конструкции устройства, генератор выполнен в виде интегратора на базе операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи интегратора включены последовательно соединенные резистор и конденсатор в цепь положительной обратной связи интегратора включен потенциометр, средняя точка которого соединена с вторым входом интегратора, а выход интегратора через триггер Шмитта соединен с входом формирователя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит формирователи сигналов управления частотой переключения фаз дыхательного цикла сигналов управления режимом «Искусственный вздох и сигналов «Запрет вдоха, причем вход формирователя сигналов управления режимом «Искусственный вздох соединен с первым выходом формирователя сигналов управления частотой переключения, а выходы соединены с входами генератора импульсов, выход формирователя сигналов «Запрет вдоха соединен с третьим входом формирователя сигналов «Запрет вдоха соединен с третьим входом формирователя сигналов управления частотой переключения фаз, а первый вход формирователя сигналов управления частотой переключения фаз и вход формирователя сигнала «Запрет вдоха соединены с триггером Шмитта, генератора

ИМПУЛЬСОВ.

.J

g:JLis.Z

Изобретение предназначено для управления аппаратами искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии и позволяет обеспечить высокую точность управления во всем частотном диапазоне проведения ИВЛ при упрощении конструкции устройства. Оно содержит генератор 1, формирователи 2-5. Генератор 1 содержит интегратор, выполненный на базе операционного усилителя, и триггер Шмитта, что позволяет плавным изменением напряжения в цепи интегратора ограничивать амплитуду выходного напряжения. Формирователь 2 управляет периодическим чередованием фаз вдоха и выдоха с заданными частотой и длительностью. Формирователь 3 управления режимом «Искусственный вздох управляет постоянной времени генератора 1, которая задает периодичность работы - через каждые 80-100 дыхательных циклов. Формирователь 4 осуществляет режим «Вспомогательную вентиляцию, т. е. осуществляет синхронное переключение аппарата ИВЛ при дыхательной попытке пациента с выдоха на вдох. Формирователь 5 управляет режимом «Пауза на вдохе, что расщиряет возможность аппарата ИВЛ. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. & (Л 00 о оо /г//. М. Sffa)(a фие