Пневматический управляемый аппарат для искусственного дыхания Советский патент 1982 года по МПК A61M16/00 

Изобретение касается пневматически, управляемого аппарата искусственного дыхания, управление которого имеет откалиброванную настройку частоты дыхания и отношения времен дыхания, и в Kt тором в отличие от раздельного установления времен инспирации и,экспирации значении дыхательного ритма настраиваются независимо друг от друга. Известны автоматически управляемые аппараты искусственного дыхания, техническим оборудованием которых являются пневматически логические элементы и п&риферийные приборы, которые состоят из стандартных блоков отдельных или собранных частей известных блочных систем циф ровой техники, и в которых приток и да&ление дыхательного газа во время инсп рахгаи и эксггираиии регулируется самостоятельно. Процесс функционировангл таких управляемых систем при контролируемом и ассистируемом IPP - дыхании осуществляется по заданнь(м входным значениям и сообразно с тем, вводится ли пациенту газ до определенного давления или отмеренное согласно объему количество дыхательного газа. Однако в этих системах для искусе- венного дыхания на изменяемое функционирование легких не наступает или наступает только относительно поздняя уравнивающая реакция. Другие системы искусственного дыхания хотя и избегают в свою очередь этот недостаток, однако они рассчитаны исключительно на использование в госпитале. Их многостороннее и привычное использование требует универсально конструкти&НОГО и комбинированного KOHCTpyVIpOBQния аппарата искусственного дыхания. Он обладает достаточно хорошей работоспособностью, которая однако, по различным причинам поддерживается относительно спожными и дорогими техническими средствами. Стоящие здесь проблемы пытались решать тем, что устрюйство, сДмостоятельно регулирующее приток и давление ды котельного газа, да-геет большое количесгБо основных цепей {регулирования. Одна TI3 цепей регулирования содержит схему для управления притоком и давлением, вен тильное устройство, состоящее из регулирующего вентиля и вентиля HVicrrapamivr и экспирации, и устройство измерения притока и давления, причем эта цепь рег тгирования служит для регулированугя притока. Следуюншя цепь регулирования содержит схему для управления притоком и дха лением, переключатель, вентшгьное устройство и измерительное устройство, jipB ieM эта цепь регулирования служит для регулирования давления. При предложенной конструкции исполнения регулирующее устройство является таким, что во время вды хания производится регулирование притока а во время выдыхания регулирован 1е давления. С таким регулируклщ-гм устройством гранш1а ма ксимального притока дыхательного газа может быть достигну™ та еще до окончания фазы инст1рации, вследствие чего неизбежно происходит его переключение на регулирование да& лення. В каждом .таком случае не достигается установленный минутный объем подаваемого дыхательного газа. Известно также устройство, обеспечи- ваютдее точный и безопасный принцип работы, при котором замкнутая цепь упраБ пения может быть приведена в действие выборочным образом воздухом или кисло родом. Эти газы подводятся через вводы, которые защищены направляющими вентиля ми в целях непрерывной смены баллонов. Оба газа проводятся через ходовые клапа ны, которые с одной стороны через распо ложенную дальше инжекторную cxeivfy обра зуют связь с пациентом. Инжектор расположен в схеме так, что он может всасывать как свежий воздух из атмосферы, так и кислород из кнслородной подушки. В случае кашля пациент имеет, еще возможность дополнительно принимать отфильтрованный клапаном ограничения дав ления воздух из атмосферы. Провода, подводящие газ в инжекторную схему, находятся в прямой или не прямой связи с ходовыми клапашми, которые работают от отдельной схемы в ршме частоты дыхания и отношения времен дыхания. Выбор для искусственного дыхания осуществляется дальнейшим ходовым кла паном, который воздействует непосред- ственно на управление. Аппарат искусственного дыхания npi годен, кроме того, для -искусственного Г)П 54 дыхания с избыточным давлен 1ем в конце экспирации, позвопнет искусственное дыхание с пе|юменным давлением и до пускает запрограммированное утлублен ное ). Это предупреждает угрожающие жизни состояния, например превышение или понижение давления искусственного дыхания, частоты к давления привода. Помимо дальнейшей возможности подключения к смешанному управлению управле- Tiue аппаратом имеет в расположении пригодные техн гческие средства, которые соответствующе регулируют встречающийся в медицинских показаниях . характериотического хода кривой дьтхания процесса искусственного дыхания. Хотя таким образом процессы управления времени, давления, притока к объема известных Е№« дов устройств искусственного дыхания реализуются только в одном аппарате иокусственного дыхания, все же это и другое определено для продолжительного искусственного аьгхания и поэтому находит предпочитаемое применение . в интенсивном обеспечении. Целью изобретения является возможность использова гая ахпшрата искусствен ного дьгхания в постоянном weaas icm oM диапазоне, который, несмотря на свои малую массу и размеры при одновременно экономном расходе газа, обеспечивает ocHOBmie функшга контролируемо -о и ассистируемого искусстве иного оыхантш в качестве 1РРВ. Поэтому изобретению ставится задача для бь строй медицинской помощи разработать аппарат искусственного дыхания, который по аналогии вышеназванного последнего управления аппарата имеет замк« нутуто цепь управления, которая все же определенно отделена от дыхате; ьного контура, и, несмотря на небольшое количество технических средств, дает возможность притока дыхательного газа со ступенчатым регулированием доли кислорода. Благодаря изобрютению должна быть повышена степень использования имеющихся элементов управления, которые гарантируют процесс управления каждой опксаиной в области применения возможности « гулирования. Поставленная цель достигается благодаря параллельному пневматически-логическому управлению ходовому клапану, который приводится в действие вручную, и параллельному инжекторной схеме ходовому юшпану, который приводится в действие пневматически, далее через взаимную и продолжающуюся к элe vIGHтy 11ПИ сигнальную связь и через образование наложенных, а также oтдeляe гыx друг от друга линий управления, от которых имею щая управляемый вручную ходовой клапан первая лгтия управления включается в сигнальные связи между редукционным ве тилем и утфавлением, а также между пнев матически управляемым ходовым клапаном и элементом ИЛИ, имеющая пневкютически управляемый ходовой клапан вторая ли ния управления включается в сигнальные связи между ходовым венпшем для кислорода под давлением и регулируемым дросселем, а также между управляемым вручную ходовым клапанам и элементом ИЛИ, и от которых третья линия управления через регулируеь{ьтй дроссель, пнев маткчески управляемый ходовым клапаном включается в инспирационный провод, который со своей стороны связан с вклю ченным в управление пороговым переклю чателем и сигнаяьно связанным с ним следующим хоровым клапаном и далее под ключенным в нему манометром дыхательного давления. Благодаря изобретению достигаемые до сих пор относительно неэкономичными средствами или компактным управлением основные функшш управляются относительно небольшим количеством элементов обелуживания. Кроме того, техника управле ния, дающая возможность пневматически откалиброванной настройки частоты и соот ношения времен дыхания, в особенности изобретательное байпасное управление тага их наложенные линии управления, позволяют также обновление потока дыхательно го газа, которое рассчитано преимущественно для ступенчатого ввода доли кислорода от 21% до приблизительно 50 .и 1ОО%. Кроме безопасного контроля да&ленкя и объема дыхательного газа можно по мере надобности для пациента добавлять благоприятствующий цели объем газа с медикаментами или увлажнять его, Подача медикамента или увлажненного дыхательного газа согласно изобретению может feiTb- достигнута тем, что провод, прямо соединяющий управление с пневматически управляемым ходовым клапаном, имеет ответвление к усилителю, который состоит из двух логически включенных реле с двойной мембраной и который CBSJ зан через сигнальный провод с соединительным штуцером, предназначенным для связи распылителя или увлажнителя. Связи с логически включенным ущивлением заняты сигналом таким образом, что во время инспира1гаи иа пневматкчеоKVI управляемь й ходовой клапан, а также на экспиращ{онный клапан подается сигнал Ь , а на элемент ИЛИ - стенал О напротив, во время экспирашш следует обратная подача сигналов, а ходовой клапан как и экспирационный клапан содержат сигнал О, а элемент ИЛИ содержит сигнал Ь . На чертеже представлена схема аппара- та. использующая принципиально известные элементы пневматических систем управления. Схематически изображенный аппарат искусственного дыхания служит прежде всего для оказания быстрой медишшской , помощи, что обеспечивается особенно его независимой от стационарных устройств системой питатга, его малой массой и малыми размерами. При использовании логически управляемых элементов, какие, например, содержатся в схеме в качестве ходового клапана 1 . или порогового переключателя 2, экспирационного клапана 3 или порогового переключателя 4 и установлены в комплексе схемы рациональным образом, управляются основные функции контролируемого и ассистируемого искуоственного дыхания, а также другие важ - ныв процессы искусственного дыхания. Предлагаемый аппарат HCKycctBeHHoro дыхаш1Я, привод которого осуществляется выборочным образом, воздухом или кислородом, и в котором этот природный газ, используемый одновременно в качестве питающего гвза, воздействует при работе через вручную приводимый в действие ходовой ютапан 5, снабжен предусмотренным для безмасляного ггодклкэчения питания , сжатого воздуха вдга кислорода направляющккп клапанами 6 и 7, которые с одной стороны соединены через фильтр 8 с ходовым клапаном 1нс другой стороны с редукционным клапаном 9. Последний слуискт для шгтания постоянного давления газа 1,4 кгс/см в управлении 26, в которое он включен. Отходящая от него напорная линия подведена, кроме того, к ходовому клапану 13, который сигнально связан с ходовым клапаном 1.2. fi элементом ИЛИ 25. Элемент ИЛИ 25 своим вторым входом подключен к управлению 26 так, что часть управления лишш управления, образованная ходовым клапаном 13, представляет собой параллельное байпасное управление. Через сигнальное соединение управ ленкя 26 с ходовым клапаном 1 запускаются две другие, принадлежащие к нему лин1ж управления, которые, исходя из не го с одной стороны, проходя ч.ерез ходовой клапан 3.2 и регулируемый дроссель 11, вводятся в инспирационный провод, и с другой стороны, проходя через регулируемый дроссель 10, подводятся к инжек тору 15,, Инжектор 15 тлеет боковой вы вод к всасывающему клапану 2, мембранная камера которого сигнапьно связана с выходом элемента ИЛИ 25 к пружмнная камера которого связана с всасывающим фиглтром 16 и клапаном ограничения изб точного давления 17. Этот клапан и 1шапан ограничения изб точного давления 18 расположены на выходе включенного в инжектор 15 инспирационного провода 27, который со свое стороны имеет сигнальный вывод к связанному с управлением 26 пороговому пе реключателю 4 и к вручную приводимому в действие ходовому вентилю 20 с по ключаемым манометром дыхательного газа 21. Экспирационный газ проведен через экспирацконный обратный клапан 23, который через промежуточную схему объем метра 22 дыхательного газа и подклю ченный за ней экспирационный клапан 3 связан с управлением 26. Для случая IPP - TicKyccTBeHHoro дыхания предусмотрена оптическая индика ция 24, которая срабатывает от управлешет 26. Возможно также посредством оптической индикашга 24 сделать контролеспособным каждый контролируемый вдох. Байпасное уп|эавдет5е дает в целях спасения возмом ность рационального ступенчатого изменения доли кислорода в дыхательном газе, а именно от 21% примерно до 5О и 100%. Обеспечение 21% требует привода безмасляным воздухом под давлением, который подводится через направляющий клапан 7. Ходовой клапан 5 вручную ставится в положение Проход, и таким образом отключается не представленная здесь блокировка для притока ввода кислорода. Ходовой клапан 12 находится в состоянии Нет прохода, элемент ИЛИ имеет инспираторный сигнал О Если требуется около 50% доли киолорода в питательном газе, ходовой клапан 5 переключается в положение Нет прохода. Этим процессом переключения запускается подача кислорода через кла« пан 6, но не его использование для техники управления. Для этой цели.служит также и в дальнейшем все еще поступаю- щий воздух под давлением. При таком же положении ходового клапана 12 и шспираторном сигнале О элемента ИЛИ 2.5 согласно соотношению притока масс инжектора 1 5 проходит смесь воздуха под давлением и кислорода. При питательном газе, содержащем 100% кислорода, инжектор 15 следует отключить. Ограниченная инспираторным сигналом элемента ИЛИ 25 доля всасывания инжектора 15, которая неизбежно влекла бы за собой значительное уменьшение вдыхаемого объема, относительно компенсируется благодаря байпаоного управления, а именно посредством подключения объемного тока через дроссель 11 вследствие положения переключения Проход ходового клапана 12. Смотря по обстоятельствам, возможная разность объемов может быть скорректирована в дросселе 11. Это байпасное управление со своими тремя линиями управления при обратном включении, а именно при уменьшении кислорода в питательном газе имеет большие преимущества, особенно тогда , если переключается от 1 ОО% кислорода на газовую смесь. Без байпасного управления не исключена опасность для пациента, и к обслуживающему персоналу предъявляются особые требования, которые трудно выполнимы в условиях оказания быстрой медицинской помощи и особенно в случаях катастроф. Если питательный газ содержит 1ОО% кислорода, то имеющийся сжатый воздух следует использовать для техники управления. В этом случае ходовой клапан 5 остается в положении Нет прохода. Если отсутствует сжатый воздух для процесса управления, можно в качестве средства привода использовать также и кислород. В этом случае ходовой клапан 5 переключается в положение Проход. Представленная на чертеже схема аппарата содержит также усилитель 14, который подключен к сигнальному проводу, проходящему от управления 26 к ходовому вентилю 20. Усилитель состоит из двух логически включенных реле с двойной мембраной и связан с соединительным штуцером 19. К нему может быть подключен распылитель (не показан), который работает по принципу клапана. В примере осуществления содержатся еще отдельные группы схем, которые относятся к частичным решениям экономического патента ГДР 12202Г), Так, 995 например, мероприятия для контроля объема и двоичная индикация для контролируемого и ассистируемого искусственного дыхания. По причине их известности сокра щаются относящиеся к ним выполнения работ. По другому обстоит дело со еледующими мероприятиями относительно механизма блокировки, который предназначен для распределечия ввода кислорода и/или сжатого воздуха. Он подключается через ходовой клапан 5 относительно его положения таким образом, что при эксппуаташги сжатого воздуха с 21% О, положении Проход подведение кислорода заперто направляющим клапаном 6 и при положении Нет прохода подведение кислорода, как и сжатого воздуха, осуществляется через направляющие клапаны 6 и 7. Изображение механизма блокировки не представлено на чертеже, гак как возможности его связи с ходовым кла- паном 5 посредством известных рычагов переключения могут быть разными. Формула изобретения 1. Пневматически управляемый апларат для искусственного дыхания, имеющий вводы для сжатого воздуха и для сжатого кислорода, соединенные через направляю- щие клапаны, и фильтры с ручным рычагом, который в зависимости от вида снабжения сжатым газом образует соединение с редуктором, связанным с управлением, и соединение с пневматически управляв мым ходовым клапаном, имеющем через дроссель вход к инжектору, который подведен с одной стороны к всасывающему клапану с вводом для управления и для BTMOC феры, с другой стороны к проводу оля па- , предназначенного для инспирашш, с предохранителем высокого и низкого давлений, который имеет экспирайионный обратный клапан с вводом для паниента м объемомер, связанный с ним по направле ппо течения вышмхания, и экспирационный клапан, соединенный по сигналам с управлением, отличающийся ходовым кглианом 13 параллельным-управленшо 26, вручную регулируемым, и ходовым .клапаном 12, параллельным ннжекторяой схеме 2, 10, 15 и пневмати510чески регулируемым , их взаимным п продолженным к алемет-у ИЛИ 25 соединением по сигналам и образованием налаженных или отделяемых друг от друга управления, из которых первая линия управления, имеющая ходовой клапан 13, подключена к коммутации сигнапов между редуктором 9 и управлетшм 26 и ходовым клапаном 12 и элементом ИЛИ 25, вторая линия управления, имекяцая ходовой клапан 12, включена к существующей между ходовым клапаном 1 и дросселем 10 и ходовым клапаном 13 и элементом ИЛИ 25 коммутации сигналов, и из ко торых третья линия управления, проведенная от ходового клапана 12 через дрос - сель 11, соединяется с инспирационным проводом, которой соединен, в свою очередь, с включенном в управление 26 пороговым переключателем 4 и с соединевным по сигналам ходовым клапаном 20 с манометром дыхательного давления 21. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что провод, непрерывно связывающий управление 26 с пневматически управляемым ходовым клапаном 1, имеет ответвление к усилителю 14, со - стоящему, главным образом, из логически включенных реле с двойной диафрагмой и соединенному через сигналопровод с вводным штуцером 19, предназначенным для подключения периферийного прибора. 3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что 1 соединения с логически включенным управлением, нагружены сигналами таким обр&зом, что во время инспирации у пневматически упра&ляемого ходового клапана 1 и у эксгга рационного клапана 3 возникает сигнал L или у элемента ИЛИ 25 сигнал О, а в случае выдыхания передача сигналов обр&тна. 4. Аппарат по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щ и и ся тем, что в рабочем режиме 100% кислорода благораря поя&«еншо у элемента ИЛИ 25 сигнала соединевие всасывающей стороны инжектора 15 с атмосферой посредством всасывающего клапана 2 блокировано. Признано изобретением по результатам экспертикл, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демокра1 ической Республики.