Способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких Советский патент 1979 года по МПК A61H31/02 

го соединен с блоком 6 выработки управляющего воздействия, вход которого, в свою очередь, подключен последовательно к блоку 7 анализа дыхательной информации, получаемой из ЭКГ, к усилителю 8 ЭКГ и параллельно - к индикатору 4 капнограммы.

Способ реализуется следующим образом: в т ечение 10 секундного перио- ; да R-R интервалы ЭКГ снимают с объекта 1 и, предварительно усиленные в усилителе ЭКГ, подают в блок 7 анализа дыхательной информации, получаемой из ЭКГ. Значения капнограммы ( рСО ) подаются на анализатор 3. В блоке выработки управляющего воздействия б по решающему правилу описанному ниже, вырабатывается управляющее воздействие, исходя из анализа как ритмограммы ЭКГ, так и капнограммы.

Управляющий сигнал образуется как разность между значением опорного на пряжения, соответствующего значению yпpaвv яющeгo сигнала на предыдущем цикле управления, и значением напряжения; соответствующего необходимому управляющему воздействию на данном цикле управления, определяемому по решающему правилу.

Эта разность (сигнал рассогласования подается- как согласующее напряжение в исполнительный механизм 5, который изменяет минутную вентиляцию легких до тех пор, пока сигнал рассогласования:

не станет равным нулю.

Индикационный канал устройства работает следующим образом: капнограмма, снимаемая с датчика рСО 2, анализируется в блоке 3 по простому алгоритму слежения: если|рСО рЧ02. S , то индикации не происходит и работает автоматический контур регулирования.

Если же |рШ,-рСО, зай., то происхо-дит индикация гиперкапния и переключается на ручное управление.

Параметры рСО2зад. и 5 подбираются индивидуально и вводятся как уставки до начала работы устройства.

Выработка величины управляющего сиг нала производится по алгоритму решающего правила.

Алгоритм решающего правила состойiв определении компонента вектора управ ления Ф(И минутной вентиляцией легких

4(f)-i K,.S./(1)

где 1 . 1, 2, 3;

1 г. 2.

Компоненты вектора управления Ф(1-) соответствуют управляющим воздействиям на изменения частоты и объема дыхания.

Коэффициенты представляют собой весовые значения параметров Sj в компоненте вектора управления.

Параметр S представляет собой-величину pCOj в выдыхаемом, или альвео- лярном воздухе:

S (2) .

Параметр S,представляет собой величину производной от рСО,

(3)

Параметр S--представляет собой отношение оценок спектральной плотности сигнала ритмограммы ЭКГ в диапазоне частот, близких к частоте дыхания, к оценке спектральной плотности мощности всего процесса

S(f)df

(4)

i Sff)clf о

де К - масштабный множитель,

1

К ь

(5)

Jb-e.

) т оценка спектральной плотности мощности ритмограммы ЭКГ, вьгчисленна по теореме Винера-Хинчина: к FiTOx„ ff,

S(f) K{t)e- (6)

R(t)- автокорреляционная функция, вычисляемая по следующей формуле: 1

33(t) f x(tb/t4T:)dT, (7)

где X(t) - мгновенное значение ритморраммы ЭКГ;

Т - период усреднения рнтмограммы ЭКГ;

С - текущий ингервал корреляции; t - текущее время; 0- - весь диапазон частот спектра плотности мощности ритмограммы ЭКГ;

л. - диапазон частот спектра плотности мощности ригмограммы ЭКГ, близких к частоте дыхания (максимальное значение плотности мощности ритмограммы ЭКГ).

Таким образом, определяются по решающему правилу компоненты Ф(И вектора управления.

Предлагаемый способ по сравнению с известными дает возможность применить более физиологичный критерий управления искусственной вентиляцией легких в реальном времени проведения операции, так как регулирование ИВЛ производится на основе анализа не только одного пара метра (капнограммы в выдыхаемом, или альвеолярном воздухе), но и на основе анализа дыхательной информации, содержащейся в ритмограмме ЭКГ.

Формула изобретения

Способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких, основанный на логическом и периодометрическом анализе изменений в капнограмме выдыхаемого или альвеолярного воздуха в зависимости от изменения функционального состояния оперируемого, отличающийся тем, что, с целью по

t 1, 2, 3;

где .2;

параметры, получаемые из спектрального анализа ритмограммы ЭКГ и текущего анализа;

Kj: - весовые коэффициенты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство GCGP № 367865, кл. А 61 Н 31/ОО, 1973. вышения физиологичности (критерия управления искусственной вентиляцией легких в реальном времени проведения операции), анализируют спектры ритмограммы ЭКГ, изменяют частоту и объем дыхания по .формуле: I К.. S. i-l Ч i