Аппарат искусственной вентиляции легких Советский патент 1977 года по МПК A61H31/02 

1

Изобретение относится к медицинской технике.

Известен аппарат искусственной вентипяции легких, содержащий устройства для соединения с источником кислорода, регуляторы объема вдоха, минутной вентипяцин.копокопс находящимся в нем сипьфоном с грузом, клапан переключения высокого давления, дыха тепьный шланг для пациента, пневматическую логическую схему управлениЯ| включающую ждущий мультивибратор с двумя устойчивыми положениями, соответственно с двумя вь ходами и несколькими противоположными входами, два реле времени соответственно вдоха и выдоха с герметичными камерами, имеющие считыватели, установленные с возможностью перемещения, для образования выходного сигнала, выходы которых соединены с входами ждущего мультивибратора, регулируемые перепускные клапаны, подключенные к герметичной камере, и сбрасывающие управляемые клапаны, блок вспомогательной вентиляции, устро11ства ограничения давления и объема вдоха с регуляторами чувствительности, тсерекпючатепь Режимов работы аппарата,

управляемые и самодействующие впускной и выпускной клапаны, соединенные с клапаном переключения высокого давпення.

Однако такой аппарат не обеспечивает искусственного дыхания с любой заданной концентрацией киспороца,

Цель изобретения - обеспечение искусственного дыхания с любой заданной концентрацией кислорода.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен смесительным краном, установленным между впускным клапаном сипьфона и сильфоном, причем смесительный кран соединен с окружающей атмосферой, а через впускной клапан - с источником кислорода, устройством образования положительного конечного- давления выдоха с выходом соединенным с входом блока вспомогательной вентиляции, имеющим поточную: емкость, регулируемый нагнетательныйклапан смещения, связанный с поточной емкостью, управляемый затвор, соединенный с нагнетательным клапаном смещения, и имеющий вентильный вход, управляемый жаущим мультивибратором

Причем реле времени вдоха н выдоха выпопнены в виде герметичной е жостн и снпьфона, находящегося внутри герметнчной ©мKOCTHj а устройство перемещения считьшате лей этих реле выпопнено в виде стерж1ш с парой купачков, установленных на нем

При этом блок вспомогательной веатипяцни и устройство ограничения давления включают по три пропорциональных усилителя, включенных последовательно, и три струйных ждущих мультивибратора, включенных последовательно, н с выходом усилителей.

Кроме того, аппарат снабжен ручными переключателями с выдоха на БДОК и обратно, соединенными с противолежащими входами ждущего мультивибратора, и тремя индикаторами, подключенными соответственно к выходу блока вспомогательной вентиляциив ёыходу устройства ограничения давления и к реле времени вдоха.

На фиг. 1 изображена функциональная схема аппарата искусственной вентиляции легких на фиг. 2 - 4уш;циональная пневматическая логическая схема, на фнг. 3 - реле времени вдоха и выдоха; вид спереди с частичным paapeaoMj на фиг. 4 - то же, вид сбоку. ,

Аппарат искусственной вентиляции легких содержит устройства 1 для соединения с источником кислорода, рюгулятор 2 объема вдо ха, регулятор 3 минутной вентиляции, колокол 4 с находящимся в нем сипьфоном 5 с грузом 6, клапан 7 переключения высокого давления, дыхательный шланг 8 для пациента Пневматическая логическая схема 9 управления включает ждущий мультивибратор 10 с двумя устойчивыми положениями, соответственно с двумя выходами и несколькими проТ1ШОПОЛОЖНЫМИ входами, два реле 11 и 12 времени соответственно вдоха и выдоха с герметичными камерами 13 и 14, имеющие считыватели 15 и 16, установленные с возможностью перемещения для образования выходного сигнала, выходы которых соединены с входами ждущего мультивибратора Ю, регулируемые перепускные клапаны 17, подключенные к герметичной камере, и сбрасывающие управляемые клапаны 18.

Кроме того, аппарат содержит блок 19 вспомогательной вентиляции, устройство 20 ограничения давления, устройство 21 ограничe ия объема вдоха соответствешю с регуляторами 22 и 23 чувствительности переключатель 24 режимов работы аппарата, управляекше самодействующие впускной 25 и выпускной 26 клапаны, соединенные с клапаном 7 переключения высокого давления.

Аппарат снабжен смесителыгым краном 27, устл1юппе}1ным между впускным клапано( 2П .)ла и снпьс юпом 5, причем смесительный кран соединен с окружающей атмосферой, а через впускной клапан - с источни- ком кислорода| устройством 28 образования положительного конечного давления выдоха с выходом 29, соединенным с входом блока 19 вспомогательной вентиляции, имеющим поточную емкость 30, регулируемый нагнетательный клапан 31 смешения связанный с поточной емкостью, управляемый затвор 32, соединенный с нагнетательным клапаном 33 смещения и имеющий вентильный вход 34 управляемый ждущим мультивибратором Ю, j Реле 11 и 12 времени вдоха и выдоха выполнена в виде герметичных камер 13 и 14 и сильфона 35, находящегося внутри герметичной емкости, а устройство перемещения считывателей этих реле выполнено в виде стержня 36, на котором установлена пара кулачков 37,

Блок 19 -вспомогательной вентиляции и устройство 20 ограничения давления вдоха включают по три пропорциональных усилителя включенных последовательно, и триструйных ждущих мультивибратора 4143 включенных последовательно, и с выходом усилителей.

Аппарат также снабжен ручными переключателями 44 и 45 с выдоха на вдох и обратно, соединенными с противолежащими входами ждущего мультивибратора 10, и тремя индикаторами 46-48, подключенными соотвественно к выходу блока 19 вспомогательной вентиляции легких, выходу устройства 2О ограничения давления и. к реле 11 времени вдоха.

Аппарат работает следующим образом. В течение цикла вдоха воздух из сильфонного устройства подается в дыхательный щланг пациента через выпускной клапан 26. Сильфон 5 окружен ограниченным пространством колокола и освобождается от воздуха в результате подачи под давлением кислорода в это ограниченное пространство, вследствие Чего сильфом сжимается. Груз 6 расположен на свободном низщем конце сильфонного устройства так, что с ослаблением давления кислорода в пространстве, окружающем сильфон, он автоматически действует на это устройство. Под действием груза сильфон расщиряется и в результате выжимает кислород из ограниченного пространства и через смесительный кран 27, где кислород либо выходит в атмосферу, либо смешивается с подаваемым вOvЗДyxoм окружающей среды и затем нагнетается в расширяющееся сильфонное устройство для использования при последующем цикле вдоха. Через впускной клапан 25 смесительный кран сообщается с ограниченным пространством, окружающим сильфон, причем Бпускиой и выпускной клапаш сильфонного устройства приводятся в действие попеременно во время цикла вдоха или цикпа выдоха соответственно логической схемой нагнетательного клапана 33 смешения, вход которой связан с одним выходом ждущего мультивибратора 10.- Последний, в свою очередь, пи одному входу управляется сигналом реле 12 времени выдоха и автоматическим сигналом блока 19, а по другому входу сигналом реле 11 времени вдоха, сигналом , устройства 20 ограничения давления и сигналом устройства 21 ограничения объема вдоха, связанным с сильфонным устройством.

Аппарат может действовать по трем раэ-i ным режимам работы (помощь и/или конт- i 15 роль), которые включаются вручную пневматическим выключателем. При режиме Помощь дыханию переключатель 24 соединен ; для приведения в действие с блоком 19 вспомогательной вентиляции, которая вместе с 20 стройством 2О ограничения давления реаги рует на давление в контрольной линии 49 пациента так, что мультивибратор : 1О переключается на положение для регулирования циклов вдоха и. выдоха, сильфонного 25 стройства в соответствии с потребностями i дыхания пациента. Так, например, когда давление воздуха в контрольной линии 49 пациента падает до уровня, показывающего конец цикла вдоха, этот уровень обнаруживается ЗО блоком 19, который затем запускает главный ждущий мультивибратор 1О, что&а он вызвал цикл вдоха сильфонного устройства. Затем в течение действия режима Помощь стройство 2О ограничения давления посыла-35 ет триггерный сигнал к главному ждущему мультивибратору 10, чтобы он прекратил цикл вдоха, если давление в контрольной линии пациента превысит заданное значение. В это же время устройство 21 ограничения 40 Объема вдоха в сильфонном устройстве также посылает триггерный сигнал главному. ждуему мультивибратору 1О, чтобы он законил цикл вдоха после поступления в органиэ-ч пациента из сильфонного устройства заданно-45 го максимального количества воздуха, или же реле времени посылает триггерный сигнал главному ждущему мультивибратору, чтобы он закончил цикл вдоха после заданного периода времени. Следовательно, первый из 50 сигналов аавления, объема или времени достигающих своего заданного максимума, заускает жауший мультивибратор, чтобы он акончит цикп вдоха; команда от бпока 19 прекращает цикп выаэха.55

При включении переключателя на режим Помощь возбуждается (вле времени выдоха, блок 19 возбуждается ток, что ждущий мультивибратор Ю на оппом входе регулируется выходом репе вре(е}ш выдоха, а на другом 60

- реле времени вдоха н устройством ограничения объема вдоха. В соответствии с этим при режиме Помощь цикл выдоха регулируется автоматически, как и цикл вдоха, но последний, кроме того, прекращается до выходного сигнала реле времени вдоха, если сигнал устройства ограничения давления или сигнал устройства ограничения (Объема достигнул своих заданных максимальных значений.

Объем сильфона 5, предназначенного для подачи воздуха пациенту, регулируется н ограничивается передвижной пластиной 5О, которая также способствует ограничению окружающего сильфон пространства.

Во время цикла вдоха ждушим мультивибратором 1О управляется клапан 17, нагнетающий кислород в ограниченное пространство, вызывая тем самым сжатие сильфона 5. Затем при спаданик давления в этом пространстве сильфон начинает расширяться под действием на него груза 6; при этом из этого пространства выжимается кислород, который проходит через клапан 17, переключенный в открытое положение посредством схемы 9. Смесительный кран 27, через который проходит кислород из клапана 17, регулируется для пропускания необходимого количества кислорода через сильфон с одновременной частичной подачей фильтрованного ком. ватного воздуха. Комнатный воздух поступает под нормальным давлением и засасывается в сильфон вследствие вакуума, обусловленного расширением последнего. Однако кислород подается под давлением из ограниченного пространства под нагнетанием так, что смесительный кран регулирует содержание кислорода в подаваемом в скльфон газе в пределах 21-1ОО%.

Каждое реле времени включает сильфон 5, помещенный в камеру с впускным отперстием, для поступления кислорода под заданным давлением для того, чтобы вызвать временное Сжатие сильфона. Стержень 51 одним концом прикреплен к подвижному концу сильфона 5, в то время как другим концом перекрывает отверстие в устройстве 21 ограничения объема вдоха.

Каждая камера 13 и 14, окружающая сильфон 35, снабжена установлен 1ыми в ней сбрасывающими клапанами 18, поддающимися регулировке противолежащими выходами ждущего мультивибратора 10 так, что как только детектор противодавления посылает выходной сигнал дпя переключения ждущего мультииибраторп, образовавшийся сигнал на выходе ждущего мультивибратора дает обратную сьял с этой сильфонной камерой с целью сбросл в ней аавления и попготовки для слеаующого цикла отсчета времени. Оба сипьфона а камеры установлены смежно а их элементы кнаикаиин протнводавгаения - с возможностью переовиженЕЯ ва пружинах. При вращенив стержня вращаются и купачкИо а таюке оба чувствительных элемента. Таким образомс это движение чувствительных элементов мекает периоды отсчета времени выдоха и вдоха, которые могут быть кастроены одновременно путем вращения стержня. Кроме этого, параллельно с входным отверстием в репе; времени вдоха включен перепускной клапан 17, который может открываться для сокращения времени вдоха с целью настройки вдоха/выдоха (соотношения В/В). В реле времени соотношение В/В не превышает единицы.

БЛОК 19 вспомогательной вентиляции и устройство 20 ограничения давления ийеют аналогичные конструкции, .причем каждая вкл чает более универсальцую триггерную схему для автоматического режима в кислородном устройстве для больных. В зависимости от входных соединений она может образовать выходной сигнал в качестве I реакции на небольшую разность давлений на ее выходах, выходной сигнал в качестве реакции на давление, немного ниже внешвего, обусловленного дыхательными усилиями пациента выходной сигнал в качестве реакции на уровни дав ления выше или ниже атмосферного давления (при этом устройство автоматически смещается так, что его можно применять в соединении с сигналами давления выдыхания), выходной сигнал в качестве реакции на входные сигналы давления воздуха, указывающие на максимальные уровни, выходной сигнал в качестве реакции на сигналы потока или скорость изменения давления, что иногда бывает необходимо..

В соответствии с применением универсальных триггерных схем, частично регулируемых сигналами конечного давления выдыхания, схемы применяют для образования сигнала в качестве реакции на небольшую разность давлений. Для того, чтобы положительные конечные давления вьщыхания (ПКДВ), применяемые при режиме Помощь дыханию без необходимости дыхательных усилий со стороны пациента поэвопипи вернуть давление в дыхательном шланге пациента к внешнему давлению, давление ПКДВ пропускают через мембранный клапан на блок 19 вспомогательной вентиляции с целью смещения этого модуля так, чтобы его можно было бы запускать при давпении в контрольной линии 49 пациента выше уровня внешнего давле1тя.

Формула изобретения 1. Аппарат искусственной вентипяции легких, содержащий устройства для соединения

с источником кислородао регуляторы объема вдоха, минутной вентиляции, колокол с находящимся в нем сильфоном с грузом, клапан переключения высокого давления, дыхательаый шланг для пациента, пневматическую лопаческую схему управления, включакяцую ждущий мультивибратор с двумя .устойчивыми положениямИг соответственно с двумя выходами и несколькими противоположными входами, два реле времени соответственно вдоха и выдоха с герметичными камерами, имеющие считыватели} установленные с возможностью перамёщениЯр дня образования выходного сигнала, выхощл которых соединены с входами ждущего мультивибратора, регулируемые перепускные клапаны, подключенные к герметичной камере, и сбрасывающие управляемые клапаны; блок вспомогательной вентиляциив устройства ограничения давления и объема вдоха с регуляторами чувствительности переключатель режимов работы аппарата, управляемые самодействующие впускной и выпусной клапаны, соединенные с клапаном терекпючения высокого давления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения искусственного дыхания с любой заданной концентрацией кислорода, он снабжен смесительным краном, установленным между впускным клапаном сильфона и сильфоном, причем смесительный кран соединен с окружающей атмосферой, а через впускной клапан с источником кислорода, устройством образования положительного конечного давления выдоха с выходом, соединенным с входом блока вспомогательной вентиляции, имеющим поточную емкость, регулируемый нагнетательгныйклапан смещения, связанныйс поточнойемкостью, управляемый затвор, соединенный с Haiv нетатепьным клапаном смещения и имеющий вентильный вход, управляемый ждущим мультивибратором.

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что реле времени вдоха и выдоха выполнены в виде герметичной емкости и сильфона, находящегося внутри герметичной емкости, а устройство перемещения считывателей этих реле выполнено в виде стержня с парой кулачков, установленных на нем,

3.Аппарат по п. 1, отличающийс я тем, что блок вспомогательной вентиляции и устройство ограничения давления входа включают по три пропорциональных усилителя, включенных последовательно, и три струйных ждущих мультивибратора, включенных последовательно, и с выходом усилителей.

4.Аппарат по п., 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен ручными перекпк чателями с выдоха на вдох и обратно, соединвнными с противолежащими входами ждущего мультивибратора, и тремя индикаторами, подключенными соответственно к выходу блока вспомогательной вентиляции, выходу усгройства ограничения давления и к репе времени вдоха

37

36

иг. 4