АППАРАТ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ Советский патент 1966 года по МПК A61H31/02 

Аппараты искусственного дыхания, содержащие нриводную воздуходувку, мембраииую коробку, мехи выдоха и вдоха, увлажнительподогреватель, блок дозиметров с эластичным мешком и систему трубопроводов с кранами, вентилями и клапанами, известны.

В предлагаемом аппарате, в отличие от известных, установлена мембранная коробка с контактным устройством, управляюн,ая при дыхательных попытках пациента электромагнитным клапаном в линии отсасывания воздуходувки, и край, который может отключать пациента от меха выдоха и одновременно соединять мехи выдоха с атмосферой. Это обеспечивает ироведение вспомогательного дыхания, а также искусственного дыха1И}я с активным вдохом и пассивным выдохом.

С целью упрощения настройки на заданный режим работы, вентиль установки времени выдоха механически связан с вентилем установки величины минутной вентиляции.

Быстрый переход от искусственного дыхания к спонтанному и обратно обеспечивается сдвоенным краном, установленным в линиях вдоха и выдоха.

В аппарате установлены также клапан для подсоединеиия блока дозиметров и вентиль для повышения сопротивления выдоху. Это позволяет расширить функциональные возможности устройства.

Для экономии кислорода при проведении искусственного дыхання но полуоткрытой снетеме в аппарате установлен трехходовой кран, расположенный последовательно с клапапом 5 регулировки разрежения, который может сообщаться с атмосферой.

На фиг. 1 изображена принципиальная пневматическая схема предлагаемого аппара0 та; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема блока вспомогательного дыхания.

Аппарат содержит мехи 1 и 2 вдоха и выдоха, расноложенные, нанример концентрически, нод колоколом 3. На колоколе имеется

5 передвижной упор 4, закрепляемый в нужном положении стопорной гайкой 5. На упоре имеется стрелка 6, показывающая установленный объем по шкале 7. С пространством под колоколом связана мембранная коробка 8. Для

0 быстрого иерехода мембраны 5 и связанных с ней золотников 10 п //воздуходувки и иациеита из полол ения «вдох в иолол-сенне «выдох и обратно служит прул-сиииый рычажиый механнзм /2..Натяжение 13 онреде5 ляет величииа давлеиия и разрежения в пространстве под колоколом соответственно в конце вдоха и в конце выдоха.

Давление и разрежение нод колоколом создаются при работе воздуходувки 14, работаС целью стабилизации cooTiiOLueinni между времеием вдоха и времеием выдоха ц тем самым неиосредственной устаиовки мипутиой веитиляции вецтиль 16, определяюкии- время выдоха, механически связаи с веитилем 17, определяющим мииутиую вентиляцию (каждому положению веитиля 17 соответствует такое положение веитиля 16, которое позволяет получить иостоянное соотношение времени вдоха и времеии выдоха при даииой минутной вентиляции).

Для прохождения воздуха в момент выдоха через вентиль 16, определяющий время выдоха, установлен клапан 18. Для остановки аипарата в момеит, соответствующий концу выдоха, в лииии отсасываиия воздуходувки установлен электромагнитный клапан 19.

Мех вдоха в зависимости от положения золотника // линии пациеита связаи или с тройником 20 пациента через увлажнитель-подогреватель 21, или с виускным клапаном 22. С целью обогащения подаваемого иацнеату воздуха кислородом и (или) закисью азота без црисоединения доиолиительпо наркозного аппарата имеется блок дозиметров 23, соединенный с виускным клапаном, содержащий ротаметры 24 и 25 на кислород и на закись азота. Для изменеиия подачи газа установлены соответственно вентили 26 и 27. С блоком дозиметров соединен резиновый мешок 28, для предотвращения чрезмерного наполнения и разрыва резинового мешка в блоке дозиметров предусмотрен нредохранительиый клапан 29, для изменения процентного соотношения в подаваемой пациенту газовой смеси воздуха с кислородом и (или) закисью азота и для предотвращения иарушеиия работы аииарата в случае прекращения иодач1г кислорода и (или) закиси азота предусмотрен клапан 30.

Мех выдоха, аналогично, в зависимости от положеиия золотника // (иа линии пациента) связан или с тройником пациента через измеритель вентиляции 31, или с выпускным клапаном 32.

С целью осуществления пассивного выдоха линия выдоха пациента отсекается от меха выдоха краном 33, который одновременно соединяет мех выдоха с атмосферой (это положение указано на чертеже). С целью регулировання разрежения во время выдоха линией выдоха и лииией вдоха установлен клапан 34, нагруженный пружиной 35, изменяя натяжение которой меняют разрежение в конце выдоха. С целью экономии кислорода и (или) закиси азота ири работе по полуоткрытой системе, а также для предотвращения искажеиия дозировки наркотической смеси при работе по полузакрытой снстеме наркоза с указанным выше клапаном последовательно соединен кран 36. С целью быстрого и непосредственного перехода к снонтанному дыханию и обратно в лииии вдоха и линии выдоха устаиовлеи сдвоенный кран 37, имеющий рукоятку 38. Для предохранения пациента от создания в его легких чрезмерио

оольшого давлеиия или разрежения в линии вдоха и в линии выдоха соответственно устаиоБлецы цредохранительные клапаны 39 и 40. С целью увеличения сонротивлення выдоху пациента в необходимых случаях в линии выдоха нредусмотрен вентиль 41.

С целью контроля давления и разрежения в линии вдоха и выдоха нациеита предусмотрен мановакуумметр 42, включаемый при пажатии

па кпопку 43.

Для управлеиия системой «откликапия при вспомогательном дыхании с линией нациента с помощью трубонровода связана мембранная коробка 44, с мембраной 45 связаны две

пары контактов 46 и 47.

С целью проведеиия вспомогательиого дыхания в аппарате предусмотрена электрическая еистема откликания (см. фиг. 2), включенная тумблером 48 и содержащая блок питания 49,

параллельно которому гюдключена обмотка 50 электромагнитного клапана 9, носледовательно этой обмотке включен нормально замкнутый контакт 5/ реле 52; в цепь обмотки последнего включено регулнруемое реле времени,

необходимое для проведения дыхательного цикла в случае прекращения дыхательных попыток пациента и состоящее из емкости коидепсатора 53, газоразрядной лампы 54 и потенциометра 55. Для снижеиия величины тока через контакты 46 и 47 последовательно с ними включены сонротнвления соответственно 56 и 57.

Для увеличения времени разряда лампы 54 во время срабатывания реле времеии последовательно с лампой установлено сопротивление 55.

Аннарат работает следующим образом. Мехи 1 и 2 приводятся в движение с номощью попеременно создаваемого в пространетве под колоколом 3 давлепня и разрежения, получающихся при соединении этого иространства с линиями нагнетания или отеасываиия воздуходувки М. С пространством под колоколом связана также дтембрапная коробка 8.

Прулсинио-рычажный механизм 12 позволяет мембране 9 и связанными с ней золотниками JO и 11 находиться только в одном из двух крайних положений. В акте вдоха линия нагнетания воздуходувки соединяется через золотник 10 с пространством под колоколом 3, и мехи 1 и 2 сжимаются. Ко1да мехи полностью сожмутся, давление в этой линии резко повысится. Натял енне пружииы 13 выбрано таким, что при этом мембрана 9 и золотники

10 и // перейдут в иовое положение - положеиие выдоха. При этом к пространству под колоколом присоединяется линия отсасывания воздуходувки, что вызывает расширение мехов / и 2. Верхняя кр з1шка мехов подпимается i, когда она дойдет до упора 4, под колоколом резко увеличится разрежеиие. Это, в свою очередь, вызывает переход мембраны 9 и зoлoтIп кoв W и 11 в положение вдоха. Таким образом, обеспечнвается непрерывная с.медвнжкого упора 4 определяет амплитуду движения мехов, а еледовательно, и дыхатель 1Ь 1 объем. Связанная с упором етрелка 6 и шкала объемов 7 позволяют установить требуемую дыхательного объема. Когда с пространством под колоколом соединены линии нагнетания воздуходувки, то линия отсасывания через золотник 10 соединена с атмосферой, при отсасывании газа из-под колокола с атмосферой соединена лнния нагнетания.

Скорость подачи газа иод колокол оиределяется положеш см вентиля 17, а благодаря наличию клапапа IS на скорость отсасывания газа из-под колокола оказывает влияипе положение вентилей 16 и 17. Таким образом, начальная регулировка соотношения между временем вдоха и выдоха осуш,ествляется вентилем 16. Каждому положеиию вептиля 17 соответствует определеиное положение вентиля 16, поскольку они механически связанот между собой. Профиль веитиля 16 выбран таким образом, что обеспечивается точное выдерживание заданного соотношения мeiкдy времеием вдоха и выдоха при любой мииутиой веитиляцрп.

Поскольку при постоянном соот1 01иенип между времеиел вдоха и выдоха :лииутиая вентиляция зависит только от скорости вдуваиия, то рукоятку веитиля 17 можно устанавливать непосредственно по шкале, выражаюшей минутную вентиляцию.

В линии отсасывания воздуходувки имеется калиброваииое отверстие, открываемое электромагнитным клапаном 19. Когда по обмотке клапана идет ток, это отверстие открывается, что вызглвает снижение разрежения под колоколом.

Диаметр отверстия выбран таким образом, что разрежение стаиовится иесколько меньше, чем разрежение, при котором происходит переключение с выдоха на вдох. Таким образом, включение электромагиитиого клапана вызывает остаиовку аппарата в положении, соответствующем концу выдоха.

Золотник // осуш;ествляет необходимую коммутацию в линии пациента: во время сжатия мехов (вдох) мех вдоха / через золотиик // соединяется с тройииком пациента 20, а из меха выдоха 2 газовая смесь выбрасывается через выпускной клапаи 32.

Когда крышка мехов идет вверх (выдох), мех вдоха / набирает иовую порцию газовой смеси через впускиой клаиан 22, а мех выдоха 2 соединен с тройником пациента 20, и оеушествляет выдох. В начальной части выдоха, когда давление в легких еще иолон ительное, некоторый объем газа выходит из них, минуя мех выдоха 2, иепосредствеиио через клапан 32.

В тот момент, когда разрежение в мехе станет достаточным, чтобы преодолеть действие пружины 35, клапаи 34 откроется, и остальную часть выдоха разрежение в легких будет иоддерживаться на дашюм уровне. Итак, лтепяя с помощью специальной рукоятки натя/кеиие пружины б5, можно изменять разрежение в легких в конце выдоха. Трехходовой край 35 гюзьо.ляет получ11ть пассивный выдох (т. е. выдох иод действием естественной эластичliocT легких и стенок грудной клетки). В положении, указанном на фиг. 1, данный кран отключает от меха выдоха 2 липию пациента, так что весь выдыхаемый газ выходит через клаиан 32, а мех выдоха соединен с атмосфероГ:. Когда проводптся искусственное дыхание с активным выдохом, то кран 55 соединяет мех выдоха с линией пациента.

Поскольку в мех выдоха в конце каждого акта выдоха через клапаи 34 подсасывается

газ, который в течение следующего вдоха будет выведен из аппарата через выпускной клапан 32, то при проведении искусствеиного дыхания во время наркоза по полуоткрытой системе или же без паркоза прп обогащении

вдыхаемого воздуха кислородом и (или) закисью азота для экономни этих газов целесообразно в мех выдоха иодсасывать атмосферный воздух. В то же вре:.1я во время проведения искусствеиного дыхания по полузакрытой

системе для иредотвращения разбавления избранной наркотической смеси воздухом (т. е. снижения концентрации наркотического газа или пара) в мех выдоха необходимо подсасывать наркотическую смесь.

Необходимое переключеиие достигается при помощи краиа 36 (иа фиг. 1 он показан в положении, соответствующем нодсосу в мех выдоха атмосферного воздзха).

Для быстрого перехода от искусственного

дыхания к самостоятельному и обратно, что бывает нужно, наиример в начальной и заключительной части наркоза, используется сдвоепный кран 57 На фиг. 1 ои показан в положеиии искусствеииого дыхания. При его

повороте на 90° пациент окажется связанным непосредственно с впускным и выпускным клапанамн 22 и 32, что позволяет ему дышать самостоятельно, а мехи / и 2 от пациеита тем же краиом 57 будут отключены.

Пациенту подается газ, входящий в аппарат через клапаи 22. В аппарате предусмотрен блок дозиметров, устанавливаемый на патрубок, связанный с клапаном 22. С помощью блока дозиметров можно обогащать вдыхае1чый воздух кислородом и (или) закисью азота в необходимом количестве. Блок дози.метров выключает ротаметры 24 и 25 соответственно иа кислород и закись азота с регулирующими вентилями, резиновый мешок 28,

где происходит смешение газов. Предохранительный клапаи 29 не допускает чрезмерного повышения давлення газов в мешке в случае ошибочной установки, слишком большой подачи газов через дозиметры.

Если суммар1 ая подача газов меньше мипутной вентиляции, устаиовлеииой на аппарате, то в мех / будет засасываться воздух через клапан 30. Такая конструкция и место устаиовки блока дозиметров позволяет точно докиси азота во вдыхаемой газовой смеси, причем изменение подачи газов не влияет на установленный на аппарате режим нскусствеиного дыхания. Для проведения искусствеииого дыхания во время наркоза с использованием смеси, создаваемой в наркозном аппарате любой марки, выходной патрубок последнего соединен с клапаном 30 (или клапаном 22, если блок дозиметров не используется). Чтобы в этих условиях вести наркоз по полузакрытой системе, достаточно соединить и1лангом выпускной клапан 32 с входным патрубком наркозного аппарата. Вдыхаемая газовая смесь увлажняется и подогревается, проходя через увлажнительподогреватель 21. В случае вызванного какими-то причинами повышения давления в линии пациента выше 30 см вод. ст. сработает предохранительный крап давления 33. Аналогично предохранительный клапап разрежения 40 не допускает увеличения разрежения в линии пациента выше 15 см вод. ст. С помощью измерителя вентиляции 31, включенного в линию выдоха, можно измерять дыхательный объем и минутную вентиляцию. Давление и разрел ение в тройнике нациента 20 измеряются нри помощи мановакуумметра 42, включаемого при нажатии на кнопку 45. В некоторых случаях, во время легочных операций, бывает необходимо «раздуть легкие, то есть временно увеличить функциональную остаточную емкость легких или увеличить среднее легочное давлеиие. Для осуществления этого в линии выдоха предусмотрен вентиль 41 Если его закрывать, то увеличивается сопротивление выдоху, что вызовет снижение разрел ения в конце выдоха до О, и даже в конце выдоха в легких пациеита существовать давление. Тем самым и осуществляется «раздувание легких. С линией пациента связана мембранная коробка 44. Во время вдоха под действием давления резиновая мембрана 45 прогибается влево, замыкая контакты 47. При попытке пациента вдохнуть мембрана 45 замыкает контакты 46. Для проведения вспомогательного дыхания, т. е. искусственного дыхания, синхронизированного со слабыми дыхательными поцытками пациента, кран 33 ставят в положение пассивного выдоха и включают тумблер 48 (см. фиг. 2). При замыкании контактов 47 постоянный ток от блока питания 49 проходит по обмотке 50 электромагнитного клапана 19 через нормально замкнутые контакты 51 реле 52. За счет этого открывается отверстие в линии отсасывания воздуходзвки 14, и аппарат останавливается в полол ении конца вдоха. Открытие данного отверстия не нарушает работу аппарата в акте вдоха поскольку в этом акте линия отсасывания воздуходувки 14 и так соединсча золотником 10 с атмосферой, При слабой попытке пациента вдохнуть в дыхательных шлангах н в связанной с ними коробке 44 разовьется разрежение. Когда оно достигает определенной величины (0,5-1 см вод. ст.), резииовая мембраиа 45 замкнет контакты 46. При этом ток пройдет через обмотку реле 52, реле сработает и разомкнет контакты 51, так что под действием пружины электромагнитный клапан перекроет отверстие в линии отсасывапия воздуходувки, что приведет к быстрому нарастанию разрежения в нростраистве под колоколом 5 и в мембранной коробке 8 до величины, при которой зологГ;ии:и Ш и // займут положеине вдоха. Ка только произойдет отпускание реле, снова замкнутся контакты 51 реле, и аппарат опять остановится после осуществления одного дыхательного цикла. Следующая попытка повторит весь процесс и т. д. Однако не исключена возможность внезапного прекращения дыхательных попыток. В этом случае необходимо все обеспечить сра атываиие через определеиное время реле 52. Это достигается следующим образом. По окончании каждого вдоха размыкаются контакты 47 и емкость конденсатора 53 начинает зарял аться от блока питания 49. Когда потенциал на емкости конденсатора 53 станет равным напряжению зажигания газоразрядной (неоновой) лампы 54, через нее пойдет ток, что вызовет срабатывание реле 52 даже и в отсутствии замыкания контактов 46 (т. е. в отсутствии дыхательной попытки пациента). Время выдержки, как известно, определяется постоянной времени цепи, в данном случае цроизведением емкости конденсатора 53 на сопротивление потенциометра 55, причем время выдержки можно менять с помощью потенциометра 55. Когда потенциал на конденсаторе 53 снизится до напрял ения погасания лампы 54, то ток через нее, а следовательно, и через обмотку реле 52 прекрафит идти. Для увеличения времени срабатывания клапана 19 применено реле 52 с замедленным временем отпускания. Той цели сопротивление 55. Чтобы возвратить схему к начальному положению, т. е. для полного разряда емкости конденсатора 53, используются контакты 47, замыкающиеся во время вдоха, который осуществляется аппаратом. Сопротивления 56 и 57 уменьшают ток соответственно через контакты 46 и 47. Во время проведения искусственного дыхания желаемую вентиляцию устанавливают по шкале вентилем 17 (см. фиг. 1), а дыхательный объем - упором 4 но шкале 7. После этого задают необходимое разрел ение на клапане 34; если же требуется пассивный выдох, то устанавливают в соответствуюндее иоложение кран 33. Кран 36 устанавливается в зависимости от избранной схемы наркоза (полуоткрытой или полузакрытой). При необходимости перевести пациента на спор|таиное дыхание повораштают оукоятко ; 38 кран 37,

Для раздувания легких используется измеритель вентиляции 31.

Чтобы перевести к осуществлению вспомогательного дыхания, достаточно включить тумблер 48 (см. фиг. 2). Дыхательный объем в этом случае также определяется положением упора 4, а частота дыхания определяется самим пациентом. Необходимо также установить кран 33 в положение пассивного выдоха и с помощью потенциометра 55 установить время выдержки (обычно это время устанавливается несколько больщим, чем время выдоха).

Предмет изобретения

1. Аппарат для искусственного дыхания, содержащий приводную воздуходувку, мембранную коробку, мехи вдоха и выдоха, увлажнитель-подогреватель, блок дозиметров с эластичным мещком и систему трубопроводов с кранами, вентилями н клапанами, отличающийся тем, что, с целью проведения вспомогательного дыхания, а также искусственного дыхания с активным вдохом и пассивным выдохом, в нем установлены мембранная коробка с контактным устройством, управляющая

10

при дыхательных попытках пациента электромагнитным клапаном в линии отсасыва1П1я воздуходувки, и кран, который может отключать пациента от меха выдоха н одновременiio соединять мех выдоха с атмосферой.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки на заданный режим работы, вентиль установки времени выдоха механически связан с вентилем установки величины минутной вентиляции.

3.Аппарат по п. , отличающийся тем, что, с целью осуществления быстрого перехода от искусствениого к спонтанному дыханию н обратно, в линиях вдоха и выдоха устаиовлеи

сдвоенный кран.

4.Аппарат по н. i, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства, в нем установлен клапан для подсоедннення блока дозиметров, а

также вентиль для повышения сопротивления выдоху.

5.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью экономии кислорода при проведении искусственного дыхаиия по полуоткрытой системе, в нем установлен трехходовой кран, расиоложенный последовательно с клапаном регулировки разрежения, который может сообщаться с атмосферой.

Фиг.2