Устройство для измерения параметров искусственной вентиляции легких Советский патент 1978 года по МПК A61B5/08 

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к измерительным пульмапологическим приборам и аппаратам искусственной вентиляции легких.

Известно устройство для измерения параметров искусственной вентиляции легких, содержащее преобразователь скорости потока воздуха, дифференциальный электроманометр, датчик давления, интегратор, блок управления интегратором, клапап, делительное устройство и индикатор. Блок управления интегратором выполнен в виде компаратора, вход которого связан с выходом дифференциального электроманометра, а выход соединен с интегратором 1.

Однако выполнение в аппарате блока управления интегратором в виде реле или компаратора, связанного с выходом дифференциального электромапометра приводит к гому, что при наличии артефактов и шумов происходят сбои интегратора, а малые сигналы скорости потока не интегрируются, что в конечном итоге приводит к увеличению погрешности измерения дыхательного объема.

Целью изобретения является повышение точности измерения дыхательного объема при искусственной вентиляции легких.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве блок управления интегратором выполнен в виде носледовательно включенных

преобразователя давления воздуха в электрический сигнал, дифференциатора, компаратора, одновибратора и ключевой схемы, причем преобразователь давления воздуха в электрический сигнал пневматически соединен с преобразователем скорости потока воздуха, ключевая схема электрически соединена с интегратором, а второй вход компаратора подключен к дополнительно введенному источнику

постоянного напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения параметров искусственной вептиляции легких; на фиг. 2 показаны диаграммы.

Устройство содержит преобразователь 1 скорости потока воздуха, дифференциальный электроманометр 2, интегратор 3 с блоком 4 унравления и индикаторный прибор 5.

Преобразователь 1 скорости потока представляет собой пневматическое сопротивление, на выходах которого возникает разность давления, пропорциональная скорости потока газа, протекающего через него. Это пневматическое сопротивление быть выполнено,

например, в виде пакета пластин, трубок или диафрагмы.

Дифферепциальный электроманометр 2 выполнен в виде камеры с двумя входами, разделенной мембраной с наклеенными на нее

тензорезисторами, образующим мостовую схему. Интегратор 3 образован операционным усилителем с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и резистором, присоединенным к инвертирующему входу. В качестве индикаторного прибора может быть использован любой аналоговый или цифровой вольтметр.

Входы дифференциального электроманометра 2 пневматически соединены с выходами преобразователя 1 скорости истока, а выход- электрически - с входом интегратора 3, выход которого в свою очередь подключен к индикаторному прибору 5 и блоку 4 управления интегратором.

Блок 4 управлегшя иитегратором содержит преобразователь 6 давления воздуха в электрический сигнал, дифференциатор 7, компаратор 8, одиовибратор 9 и ключевую схему 10.

Преобразователь 6 давления представляет собой камеру с нневматическим входом, внутри которой имеется мембрана с наклеенными тензорезисторами, образующими мостовую схему.

Дифференциатор 7 образован операционным усилителем с резистором в цепи отрицательной обратной связи и конденсатором, присоединенным к инвертирующему входу. Компаратор 8 выполнен в виде операционного усилителя с разомкнутой цепью обратной связи, на один из входов которого подается измеряемый сигнал, а на другой - определенный уровень напряжения. Одновибратор 9 представляет собой логическую микросхему, а ключевая схема 10 сброса - полевой транзистор.

При этом вход преобразователя 6 давления пневматически связан с преобразователем 1 скорости потока, а выход - электрически - с входом дифференциатора 7, выход которого соединен с одним из входов компаратора 8. Выход компаратора 8 подключен к входу одновибратора 9, соединенного с ключевой схемой 10, управляющей работой интегратора 3.

Устройство работает следующим образом.

Во время выхода пациента поток газа проходит через иреобразователь 1 скорости иотока, создавая между его выходами перепад давления АР, пропорциональный скорости потока V. Дифференциальныл электроманометром 2 этот перепад давления преобразуется в электрический сигнал. Последний интегрируется интегратором 3 для получения значения дыхательного объема. Для управления интегратором 3 газ одновременно подается на вход блока 4 управления интегратором 3, а именно на вход преобразователя 6 давления, который преобразует давление в системе в электрический сигнал. Этот сигнал подается на вход дифференциатора 7, который выделяет из него сигнал первой производной Р. Далее сигнал первой производной Р поступает

иа одни из входов компаратора 8, который производит сравнение сигнала Р с определенным уровнем напряжения. При достижении сигналом цервой производной этого уровня на выходе компаратора 8 появляется отрицательный фронт напряжения, приходящийся на начало вдоха. От этого фронта запускается одновибратор 9, формирующий импульс, длительностью порядка 100 мсек. Этим импульсом открывается схема 10, которая сбрасывает до нуля сигнал дыхательного объема, накомпленный интегратором 3 в течение предыдущего выдоха. После этого интегратор 3 готов к работе в следующем цикле дыхания.

Значения, накапливаемые интегратором 3 за выдох, воспроизводятся индикаторным ирибором 5.

стройство позволяет получить точную информацию о фактическом значении дыхательиого объема и тем самым обеспечить соответствие режима искусственной вентиляции потребностям пациента. Одновременно обеспечивается и контроль подлежащей работы аппаратуры искусствеиной вентиляции легких по

ее вал ;нейп1ему параметру. Все это позволяет улучшить качество и эффективность анестезиологических и реанимационных процедур.

Устройство может найти применение в медицинской практике, в частности в анестезиологических и реанимационных отделениях, в палатах интенсивной терапии - во всех случаях примеиения искусственной вентиляции легких для лечения дыхательной недостаточности различиого происхождения.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров искусственной вентиляции легких, содержащее

преобразователь скорости потока воздуха, дифференциальный электроманометр, интегратор, блок управления интегратором и индикаториый прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения

дыхательного объема при искусственной вентиляции легких, в нем блок управления интегратором выполнен в виде последовательно включенных преобразователя давления воздуха в электрический сигнал, дифференциатора, компаратора, одновибратора и ключевой схемы, причем преобразователь давления воздуха в электрический сигнал пневматически соединен с преобразователем скорости потока воздуха, ключевая схема электрически

соединена с интегратором, а второй вход компаратора подключен к дополнительно введенному источнику постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ № 2337061, кл. А 61В 5/08, опублик. 1972.

w

yv

у

Фиг. 1

Вдох Bti/doje Bdoj( 8б/дол , Вдох з/i/do Здо В$ок $ /$о-г- f

yfloief/i CfloSo/ntffof uff /глу ofla/rroflo

-1

d ff&wSu /jam flO