Аппарат для искусственной вентиляции легких Советский патент 1978 года по МПК A61H31/02 

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

Известны аппараты для искусственной вентиляции легких, содержащие функциональное устройство, предохранительный клапан, трехходовой кран, управляемый клапан, пневматическое реле, дроссель, элементы сравнения и маску, Однако эти аппараты недостаточно эффективны при использовании в различных условиях в клинике, спасательных службах, службах скорой помощи и полевой хирургии. Они не обеспечивают также проведения искусственной вентиляции легких у больных любых возрастных групп с получением дыхательных объемов, близких к нулевым; не позволяют плавно регулировать частоту циклов в пределах 10-60 циклов в минуту. Кроме того, известные аппараты Не создают постоянства регулируемого соотношения длительностей вдоха и выдоха и минутной вентиляции при изменении частоты циклов; они недостаточно стабильны и не дают необходимой точности установленных параметров частоты.

Предлагаемый аппарат отличается от известных тем, что его функциональное устройство, выполненное на логических лневмоэлементах непрерывного действия, содержит два пневматических делителя, соединенных с редуктором через тумблер, элемент сравнения,

вентиль, пневматическое реле и узел заполнения и опорожнения пневматических камер. Выход одного делителя связан с первой камерой элемента сравнения, а выход второго делителя и противоположная камера элемента сравнения сообщены с узлом заполнения и опорожнения пневматических камер. Выход элемента сравнения соединен с управляющей камерой пневматического реле, выход Которого связан с устройством для присоединения к дыхательным путям больного. Кроме того, узел заполнения и опорожнения пневматических камер аппарата содержит постоянный и регулируемый дроссели, пневмотумблер, повторитель со сдвигом, управляемый клапан и элемент сравнения, который включен по схеме реле. Выход элемента сравнения связан с командной камерой управляемого клапана, один из входов элемента сравнения и сопло управляемого клапана соединены с линией пневмопитання через постоянный И Переменный дроссели и повторитель со сдвигом, выход которого связан со входом регулируемого дросселя, а вход соединен с выходом этого же

дросселя. Сопловая камера управляемого клапана сообщена с атмосферой.

Для упрощения Конструкции и повыщенйя надежности аппарата пневматический делнтель соотношения длительностей вДОха и ЁЫко связан с рукояткой регулятора-соотношения длительностей вдоха и выдоха.

Для непрерывного вдувдния газа нациенту при регулировании вдуваемого объема газа тем же, что и в случае цикличной работы аппарата, регулятором, последний оснащен оцифрованной шкалой, а функциональное.устрой-, ство снабжено пневмотумблером, включенным в .линию, заполнения . измерител.ьных камер элементов сравнения и размеш,енным на панели управления.Вентиль регулировки вентиляции, выверенный на панель управления, включен в линию пиевмопитания выходного реле, что обеспечивает стабильную рабо.ту устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого -ап-парата; на фиг. 2 - блок-схема функционального устройства; на фиг. 3 принципиальная схема узла заполнения и опброжнеиия пиевматйческих камер.

Аппарат содержит функциональное устройство 1,,.данель 2 управления с тумблерами 3 и 4 включения аппарата непрерывного вдувания газа больному, дросселем 5, вентилем 6, регулируюш,им органом 7 для регулирования соответственно частоты вдувания, величины минутной вентиляции, соотношения длительностей .вдоха и выдоха и кнопкой 8 включения инжектора. На панели 2 имеются также манометр 9 с кнопкой 10 включения, пневмолампочка 11 и рукоятка 12 включения ручной искусственной вентиляции. С функциональным устройством 1 соединено и устройство 13 для присоединения к дыхательным путям больного.

В состав устройства 13 входят: инжектор 14, трехходовой кран 15 включения ручной вентиляции, предохранительный клапан 16 давления, нереверсивный клапан 17 и маска 18.

Функциональное устройство (фиг. 2) содержит редуктор 19, пневмотумблер 3, два пневматических делителя 20 и 21, элемент 22 сравнения, вентиль 6, выходное пневматиче-. ское реле 23 и узел 24 заполнения и опорожнения пневматических камер.

Узел 24 (фиг. 3) включает постоянный дроссель 25, регулируемый дроссель 5, пневмотумблер 4, повторитель 26 со сдвигом, элемент 27 сравнения и управляемый клапан 28. Аппарат работает следующим образом. При подаче давления питания (2 + .10 кг/см) в аппарат на выходе редуктора 19 поддерживается постоянное избыточное дав-, .лени.е газа («г 1,4. кг/см), которое подводится к соплу питания пневмореле 23 через вентиль 6 при включении тумблера 3 к пневматическим делителям 20 и 21 и к узлу 24 заполне.ния и .опорожнения пневматических камер.. Ннёвматический делитель 20 прп;этом вьвдает .достоянный- пн.евматически.й; .сигнал,, црступающий в первую измер.ите.льиую камеру ;элемента 22 ср авненйя, подач.а давления в которую обеспечивает., в начале рабрть -.схемы на., выходе элемента 22 сравнения единичный

- :-ш1ев.мат.йчесвдй -игнал, поступающийни уй;равляюЦ1,ий вход пнеймореле 23, включенного

в режиме повторителя и создает на выходе

. эУого. реле постоянный поток газа, который 5 подводится к устройству 13 для присоединения к дыхательным путям больпого. Таким образом, -цри, в,кл:ючении. тумблера 3 включается выходное пневматическое реле 23, выход которого соединен с устройством;13,, для присоединения к дыхательным путям больного-,, и начи.нается . вдувание газа больиому,. ..(активный вдох). Одновременно с подачей давления питания в схему на выходе делителя 21 появляется постоянный пнёвматический сИгйал

15 (больший по величине, чем сиг-нал от дели1:еля 20), который поступает.в узел 24 заполнения и опорожнения пневматических кайер и включ-ает его. Выход узла 24 соединеп со второй измерительной камерой элемеита 22 сравнения, в которой при включен 4и-..т.умблера..-,4 (фиг. 3) происходит парастание давления во времени, и как только нарастающее- давление достигнет величины постоянного пневматического сигнала от делителя 20, то на выходе

5 - элемента 22 сравнения появляется нулевой сигнал, выключающий выходное пневмореле 23, работаю щее в режиме повторителя, и начинается пассивный выдох.

Нродолжительность активного вдоха и пас0 сивного выдоха, а также переключение со вдоха на выдох определяется работой узла 24 заполнения и опорожнения пневматических камер. Избыточное давление питания (л; 1,4кг/см2)

5 от тумблера 3 подведено к узлу 24, при этом питание в нем подведено к соплу питания элемента 27 сравнения, включенного в режим реле непосредственно, а к камере 29 этого же элемента сравнения, к соплу управляемого

0 клапана 28 и к .выходу узла 24, соединенному со. второй измерительной камерой элемента 22 сравнения, давление питания подведено.через последовательно включенные постоянный дроссель 25, регулируемый дроссель 5, :пневмо5 тумблер 4 и повторитель 26 со сдвигом, выход которого соединен со входом регулируемого дросселя 5, а вход - с выходом этого дросселя. Выход элемента 27 сравнения соединен с управляющей камерой клапана 28, при по0 даче давления в камеру входное сопло клапана 28 соединяется с атмосферой. Лостоянный пневматический сигнал от делителя 21, поступающий в узел 24, подведен к камере 30 .элемента 27 сравнения и обеспечивает в-начале

5 .работы схемы на выходе элемента27 сравнения нулевой сигнал, который не позволяет соедйпить сопло управляемого -клапана-28 с атмосферой. Таким образом обеспечивается нарастание давления во второй измерительной

0 камере элемента 22 сравнения и в камере 29

элемента 27 сравнения. . - После того, ка-к Давление вО второй измерительнойкамёре элемента 22 сравнения возра стает до величийы постоянного пневматическоэлемента 22 сравнения выключает пневмореле 23 и начинается пассивный выдох, давление в камере 29 элемента 27 сравнения иродолжает возрастать до величины постоянного пневматического сигнала, имеющегося в камерё 30 этого же элемента сравнения от делителя 21. При равенстве этих сигналов на выходе элемента 27 сравнения появляется единичный пневматический сигнал, включающий управляемый клапан 28, который вытравливает газ из наполняемых камер обоих элементов сравнения. Наличие в узле 24 заполнения и опорожнения пневматических камер постоянного дросселя 25, регулируемого дросселя 5 и повторителя 26 со сдвигом обеспечивает прямолинейную зависимость нарастания давления газа во времени во второй измерительной каМере элемента 22 сравнения и в камере 29

элемента 27 .сравнения.

Полное опорожнение наполняемых камер обоих элементов сравнения осуществляется с помощью элемента 27 сравнения, включенного по схеме реле-и управляемого клаиапа 28, сопловая камера которого соединена с атмосферой. Включение элемента 27 сравнения по схеме реле обеспечивает автоблокировку выходного сигнала, который не изменится до тех пор, пока давление-в наполняемьтх камерах элементов сравнения не станет равным атмосферному.

При достижении атмосферного давления в этих камерах элементы сравнения возвращаются в первоначальное состояние, выдох прекращается, и цикл повторяется вновь. Соотнощение длительностей вдоха и выдоха определяется соотнощеиием постоянных пневматических сигналов от делителей 20 и 21 и соверщенно не зависит от частоты циклов. Частота циклов регулируется дросселем 5, управление которым выведено на панель 2 управления.

Отношение времени вдоха и выдоха регулируется регулирующим органом 7 делителя 20, выведенным на панель 2 управления и служащим для установки требуемого соотношения длительностей вдоха и выдоха в каждом конкретном слзчае.

Величина вентиляции (соответственно и величины вдуваемого объема) регулируется с помощью вентиля б, управление которым также выведено на панель 2 управления.

Непрерывная подача газа больному (ингаляция) осуществляется в анпарате выключением тумблера 4. В этом случае нарастание давления во второй измерительной камере элемента 22 сравнения и в камере 29 элемецта 27 сравнения не происходит, и на выходе пневмореле 23 имеется постоянный поток газа, создаваемый наличием постоянного пневматического сигнала от делителя 20 в первой измерительной камере элемента 22 сравнения. Поток газа из выходного пневмореле 23 подводится к устройству 13 для присоединения к дыхательным путям больного.

Постоянно вдуваемый объем газа больному регулируется тем же вентилем 6, что и в случае цикличной работы аппарата.

При включении тумблера 4 аппарат начинает работать в цикличном . Пневмолампочка 11 сигнализирует о режиме работы, аппарата, а также .позволяет врачу, визуально, установить частоту циклов и соотнощеиие длительностей вдоха и выдоха.

Давление газа в маске больного регистрирЗ ется манометром 9 нри нажатии кнопки 10. Ручная искусственная вентиляция легких обеспечивается в аппарате поворотом рукоятки 12 трехходового крана 15 в положение «Ручная вентиляция и выключением тумблера 4 непрерывной подачи газа. В этом случае газ поступает в отдельный дыхательный мещок (на чертенке не показан). При необходимости искусственной вентиляции легких кислородовоздущиой смесью кнопка 8 инжектора 14 включается в положение «Смесь. Вентиль 6, регулирующий вентиляцию (величину вдуваемого объема), включен в линию питания выходного пневмореле 23. Это обеспечивает падежную и стабильную работу нереверсивного клапана 17, так как в этом случае в момент пассивного выдоха имеющееся давление в пневмолинии между нереверсивным клапаном 17-и выходным реле 23 стравливается в атмосферу, непосредственно в атмосферные отверстия реле 23.

Наличие в аппарате повторителя 26 со сдвигом как самостоятельного элемента, регулирующего частоту циклов, позволяет отказаться от индивидуальной пастройки частоты циклов аппарата и гравировки щкал, а также дает возможность-получить эталонные временные характеристики аппарата при использовании дросселей с различными собственными характеристиками. В качестве пневматических делителей, элементов сравнения, пневматических реле, клапана, повторителя со сдвигом, тумблеров, пневмолампочки, пневмокнопки и дросселей (регулируемых и нерегулируемых) использованы элементы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью.

Формула изобретения

1. Аппарат для искусственной вентиляции легких, содержащий функциональное устройство, предохранительный клапан, трехходовой кран, управляемый клапан, пневматическое реле, дроссель, элементы сравнения и маску, отличающийся тем, что. с целью новыщения эффективности работы аппарата в условиях клиники, спасательных служб, скорой помощи и полевой хирургии, проведения искусственной вентиляции легких у больных любых возрастных групп с нолучением дыхательных объемов, близких к нулевым, и обеспечения плавной регулировки частоты циклов в пределах 10-60 циклов в мииуту, функциональное устройство, выполненное на логических пневмоэлементах непрерывного действия, содержит два пневматических делителя, соединенных с редуктором через тумблер, элемент сравнения, вентиль, пневматическое реле и узел заполнения и опорожнения пневматических камер, выход одного делителя связан с первой камерой элемента сравнения, выход второго делителя и противоположная камера элемента сравнения сообщены с узлом заполнения и опорожнения пневматических камер, выход элемента сравнения соединен с управляющей камерой пневматического реле, выход которого связан с устройством для присоединения к дыхательным путям больного.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства регулируемого соотнощения длительностей вдоха и выдоха и минутной вентиляции при изменении частоты циклов, а также обеспечения стабильности и точности установленных параметров частоты, соотнощения длительностей вдоха и выдоха и минутной вентиляции с плавной регулировкой этих параметров, узел заполнения и опорожнения пневматических камер содержит постоянный и регулируемый дроссели, пневмотумблер, повторитель со сдвигом, управляемый клапан и элемент сравнения, который включен по схеме реле, выход элемента сравнения связан с командной камерой управляемого клапана, один из входов элемента сравнения и сопло управляемого клапана

соединены с линией пневмопитания через постоянный и переменный дроссели и повторитель со сдвигом, выход которого связан со входом регулируемого дросселя, вход соединен

с выходом этого же дросселя, а сопловая камера управляемого клапана сообщена с атмосферой.

3. Аппарат по п. I, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повыщения надежности, пневматический делитель регулировки соотношения длительностей вдоха и выдоха соединен с элементом сравнения и жестко связан с рукояткой регулятора соотношения длительностей вдоха и выдоха.

4. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывного вдувания газа пациенту при регулировании вдуваемого объема газа тем же, что и в случае цикличной работы аппарата, регулятором,

последний оснащен оцифрованной шкалой, а функциональное устройство снабжено пневмотумблером, включенным в линию заполнения измерительных камер элементов сравнения и размещенным на панели управления.

5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной работы устройства, вентиль регулировки вентиляции, выведенный на панель управления, включен в линию пневмопитания выходного реле.

/ I в 9 10 a 12

Риг 1

uz.l

30

Риг.З.

/26

/