АППАРАТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ Советский патент 1974 года по МПК A61H31/00 

1

Изобретение относится к медицинской технике.

Известны аппараты искусственной вентиляции легких, содержандие генератор вдоха постоянного потока, электромагнитные клапаны, регулятор минутной вентиляции и систему трубопроводов.

Недостатком известных аппаратов является то, что генератор потока газа работает при повышенном давлении как в период акта вдоха, так и во время акта выдоха, причем во время акта выдоха (который по продолжительности обычно превосходит акт вдоха в 1,5-3 раза) нагрузка по давлению максимальная. Это обстоятельство вызывает повышенные нагрузки на генератор потока газа. Кроме того, в момент переключения от акта выдоха к акту вдоха в линию пациента проходит бросок давления, вызванный тем, что перед клапаном в это время повышенное давление. Это может вызвать травмирование дыхательных путей пациента в начале вдоха.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Это достигается тем, что регулятор минутной вентиляции аппарата выполнен в виде дросселя переменного сечения, повторителя с положительным сдвигом и повторителя с отрицательным сдвигом, причем подмембранная полость повторителя с положительным сдвигом и надмембрапная полость повторителя с отрицательным сдвигом включены между генератором вдоха и дросселем, надмембранная полость повторителя с положительным сдвигом соединена с тройником пациента, а сопло- со входом генератора вдоха; подмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом подключена к выходу дросселя, а сопло - к линии вдоха.

На фиг. 1 изображена пневматическая схема предлагаемого аппарата с одним повторителем давления со сдвигом; «а фит. 2 - пневматическая схема аппарата с двумя повторителями давления со сдвигом.

Аппарат содержит генератор 1 вдоха (компрессор), дроссель 2 переменного сечения, два противофазно работающих электромагнитных отсечных клапана 3, 4 (клапан вдоха и клапан выдоха) и повторитель 5 с положительным сдвигом, содержащий поджатую 6 и мембрану 7, разделяюш,ую корпус повторителя на две полости. Одна из полостей - подмембранная, имеюЩая сопло, связанное со входом в компрессор, соединена с нагпетающей пневматической линией меладу выходом компрессора и дросселем, а другая - надмембранная, соединена с линией пациента за отсечными клапанами. Аппарат содержит также дополнительный

повторитель 8 с отрицательным сдвигом (см.

фиг. 2), установленный в линии между дросселем и отсечным клапаном, причем пружина 9 в нем находится между соплом, соединенным с отсечным клапаном 3, и мембраной 10. Подмембранная (сопловая) полость повторителя 8 здесь соединена с линией за дросселем 2, а надмембранная полость - с линией до дросселя (посредством подмембранной полости повторителя 5).

Аппарат работает следующим образом.

Генератор 1 вдоха создает постоянный поток воздуха (или дыхательной смеси), который поступает в подмембранную полость повторителя 5 и через дроссель 2 (при открытом клапане 3) -в легкие пациента, создавая определенное давление искусственной вентиляции легких (ИВЛ), которое поступит также и в надмембранную полость повторителя 5.

Состояние равновесия мембраны повторителя описывается следующим уравнением:

Яо + /Л-/-.,

где РО - сила пружины, l-i - давление ИВЛ, PZ - давление после компрессора (перед

дросселем), F - эффективная площадь мембраны.

р

ТогдаЯа-°г-| -/ i+const, т. е. повтори

тель во время всего дыхательного цикла (как в течение вдоха, так и в течение выдоха) поддерживает давление после компрессора, равным давлению ИВЛ плюс постоянная величина (положительный сдвиг), равная отношению силы пружины на эффективную площадь мембраны. Излишек воздуха сбрасывается через сопло повторителя на вход компрессора (закольцовывается). Величина положительного сдвига выбирается сравнительно небольшой (10-15 см вод. ст.), поэтому во время акта выдоха () нагрузка на компрессор (2) будет невелика.- Давление, дежурящее перед отсечным клапаном 3 в момент его открывания, также будет небольшим -- и поэтому толчок давления при переходе от акта выдоха к акту вдоха будет слабым и субъективно не ощутимым.

Перепад на дросселе также будет постоянным во время всего акта вдоха

ДР z:.. Я, - Pj - const.

Следовательно, расход газа Q через дроссель также будет постоянным, так как

Q-f/ДЯ,

где / - площадь дросселя,

АР - перепад давления на дросселе.

Очевидно, что на расход газа (т. е. на минутную вентиляцию) не влияет противодавление в линии пациента.

Для того, чтобы изменить режим вентиляции расход) неооходимо изменить площадь проходного сечения дросселя.

однако, если треоуемый диапазон изменения минутной вентиляции достаточно Оольшой, то на низких режимах Иьл через повторитель о оудет сОрасываться оольшая часть расхода и точность поддержания сдвига при атом Оудет понижена.

АЛЯ увеличения точности поддержания низких режимов минутной вентиляции в линий между дросселем и клапаном вдоха установлен второй повторитель b со сдвигом (см. фиг. 2j, подмембранная полость которого соединена магистралью с дросселем, сопло - с клананом вдоха, а надмембранная полость - с подмембранной полостью повторителя со сдвигом.

Работа аппарата при этом происходит следующим образом.

Давление воздуха после компрессора следит с некоторой степенью точности за давлением ИВЛ пациента (за счет повторителя со сдвигом D, по принципу описанному выше).

Ири увеличении по какой-либо причине расхода воздуха через дроссель, перепад давления на дросселе 2 (воздействующий непосредственно на мембрану повторителя 8) возрастает, при этом заслонка, связанная с мембраной 1U, прикрывает сопло иовторителя 8, и расход снижается до заданной величины. При уменьшении по какой-либо причине расхода воздуха через дроссель, перепад давления на дросселе уменьшается, и пружина повторителя 8 приподнимает мембрану, приоткрывая сопло и увеличивая расход до заданной величины, т. е. расход поддерживается на заданном уровне, нричем осуществляется это с обратной связью по давлению ИВЛ.

П (р е д м е т изобретения

Аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий генератор вдоха постоянного потока, электромагнитные клапаны, регулятор минутной вентиляции и систему трубопроводов, отличающийся тем, что, с целью устранения травмирования дыхательных путей в начале вдоха и расширения диапазона регулирования минусной вентиляции, регулятор минутной вентиляции выполнен в виде дросселя неременного сечения, повторителя с положительным сдвигом и повторителя с отрицательным сдвигом, причем подмембранная полость повторителя с положительным сдвигом и надмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом включены между геиератором вдоха и дросселем, надмембранная полость повторителя с положительным, сдвигом соединена с тройником пациента, а сопло - со входом генератора вдоха; подмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом подключена к выходу дросселя, а сопло - к линии вдоха.

., е

, W///////

i