Аппарат искусственной вентиляции легких Советский патент 1982 года по МПК A61H31/02 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственного дыхания. Известен аппарат искусственной Вентиляции легких, содержащий генера тор вдоха, блок активного выдоха, уп равляемые клапаны, переключающее уст ройство, обратный клапан в линии выдоха , а также реле разрежения, срабатывающее от дыхательной попытки, и реле давления, обеспечивающее переключение аппарата со вдоха на выдох -по давлению. В качестве чувствительного элемента, воспринимающего давление (разрежение) в дыхательном контуре, используются мембраны; реле давления и разрежения выполнены в виде мембраных коробок с двумясоединенными между собой и отличающимися по площади мембранами, нагруженными регулируемыми пружиными; одна из мембран является заслонкой пне матического контакта в виде уст|эойства сопло-заслонка, связанного с пе.реключающим устройством. Однако выполнение в известном аппарате реле разряжения, в котором преодоление усилия пружины задатчика и замыкание пневматического контакта происходит под действием разрежения дыхательной попытки, не позволяет одновременно обеспечить высокую чувствительность, быстродействие и стабильность переключения аппарата в ответ на слабую дыхательную попытку, характеризуемую очень малым разрежением - порядка 50-100 Па, Единственная возможность повышения стабильности и чувствительности, заключающаяся в увеличении диаметра мемб« раны, не может быть использована, так как это сопровождается нежелателен ным увеличением объема дыхательной попытки и постояной времени реле, а следовательно, и увеличением его ционнрсти. Другим недостатком указанного реле разрежения является невозможность его использования в тех случаях, ког да давление конца выдоха отличается от нулевого, то есть при положительном давлении конца выдоха и при активном выдохе. Реле срабатывает лишь при снижении давления в дыхательном контуре ниже нулевого, таким образом, срабатывание при положительном давлении полностью исключается. При активном выдохе реле разре жения приходится отключать, так как оно срабатывает в ответ на любое разрежение, как развиваемое пациентом при дыхательной попытке, так и при активном выдохе. Отключение реле, производимое с помощью крана, усложняет и сам аппарат и управление им. Целью изобретения является повышение чувствительности к дыхательной попытке пациента, быстродействия и стабильности действия при вспо могательной вентиляции легких независимо от знака давления в конце выдоха. Поставленная цель достигается тем, что в аппарате искусственной вентиляции легких, содержащем генератор вдоха, блок активного выдоха, управляе.мые клапаны, переключающее устройство, реле давления и разрежения, обратный клапан линии выдоха отличительной особенностью является то, что реле разрежения выполнено в виде соединенных между собой дополнительного реле давления и инверсного усилителя дыхательной попытки , включающего в себя эжектор с соплом и трехкамерную мембранную коробку, образованную четырьмя мембранами разных диаметров, жестко свя занными штоком, при этом две мембра ны имеют одинаковый средний диаметр и расположены по обе стороны большой мембраны, а образованные ими ка меры подключены к обратному клапану линии выдоха, малая мембрана являетс заслонкой сопла эжектора, линия отсо са которого соединена с дополнитель ным реле давления и с камерой, обра зованной малой и средней мембранами На чертеже изображена структурная схема аппарата искусственной вентиляции легких. Аппарат содержит генератор 1 вдо ха, блок 2 активного выдоха, управляемый клапан 3 вдоха управляемый клапан k выдоха, обратный клапан 5« герметизирующий линию выдоха дыхательного контура в момент дыхательной попытки, реле 6 давления вдоха, переключающее устройство 7, клапан 8 сброса давления, клапан 9 положительного давления выдоха и реле раз- режения. Последнее выполнено в виде дополнительного реле 10 давления, одинакового с реле 6 давления вдоха и инверсного усилителя, который состоит из эжектора 11 и трехкамерной мембранной коробки 12, камеры которой образованы четырьмя мембранами разных диаметров: большой мембраной 13 малой мембраной It и двумя одинаковыми мембранами 15 и 16 среднего диаметра, жестко связанными штоком 17. Коэффициент усиления определяется главным образом, соотношением размеров мембран. Мембраны 15 и 16 сред него диаметра, расположенные по обе стороны большой мембраны 13, а образованные ими камеры 18 и 19 подключены к линии выдоха дыхательного контура по обе стороны обратного клапана 5. Камера 20, образованная малой и средней мембранами 14 и 15 соединена с линией 21 отсоса эжектора 11 и дополнительным реле 10 давления. Малая мембрана Н служит заслонкой сопла 22, являющегося одновременно выходным отверстием эжектора 11. Мембранная коробка 12 снабжена упором 23, который опраничивает, перемещение мембран вправо, с его помощью устанавливается нулевой си1- нал в линии 21, то есть на выходе усилителя.. На линии питания эжектора 11 расположен дроссель 2, посредством которого устанавливается расход газа через эжектор 11. Аппарат работает следующим образом. Во время вдоха открыт клапан 3 вдоха, закрыт клапан выдоха.,Газ из генератора 1 поступает в легкие пациента. При достижении в дыхательном контуре заданного давления срабатывает реле 6 давления вдоха, а за тем - переключающее устройство 7- В результате клапан 3 вдоха закрывается, клапан k выдоха открывается. Пациент через клапаны 5, , и 8 выдыхает в атмосферу. Давление в ды5971

хательном контуре и в легких пациента снижается до нуля при пассивном выдохе, остается положительным при соответствующей установке клапана 9 и снижается ниже нуля при активном 5 выдохе за смет отсасывания газа блоком 2. При этом во всех случаях давление в камере 18 больше, чем в камере 19, на величину, определяемую Сопротивлением клапана 5 благодаря ме- му мембраны 13-16 стремятся переместиться вправо в направлении упора 23, чему соответствует нулевой сигнал в линии 21 на выходе усилителя.

Во время дыхательной попытки вслед- ствие расширения грудной клетки снижается давление в легких пациента и прилегающей к ним части дыхательного контура, включающий камеру 18 и ограниченную клапанами 3 и 5- Резуль-М тирующее усилие на мембране 13, обусловленное перепадом давления в камерах 18 и 19, направлено влево. Благодаря этому прикрывается сопло 22 и повышается давление в линии 21 на 5 выходе усилителя и в камере 20. Повышение давления происходит до тех пор пока оно не уравновесит силы, возникшей на мембране 13 под действием дыхательной попытки. При достижении 30 выходным сигналом заданного значения срабатывает дополнительное реле 10 давления, затем - переключанхцее устройство 7, в результате чего открывается клапан 3 вдоха и закрывается jj клапан выдоха; далее повторяется акт вдоха.

Таким образом, подключение к дыхательному контуру двух камер мембранной коробки по обе стороны обратного 40 клапана позволяет реле разрежения срабатывать под действием перепада давления, возникающего на клапане в момент дыхательной попытки, независимо от давления в дыхательном контуре, s то есть при пассивном выдохе при активном выдохе и при положительном давлении в конце выдоха.Выполнение реле разрежения в виде двух звеньев-усилителя и реле давления позволяет у перенести функции преодоления усилия задатчика и формирования переключающего сигнала с малого разрежения слабой дыхательной попытки на усиленный сигнал, и, благодаря этому, существенно повысить чувствительность

256

реле, благодаря использованию эжектора обеспечивается нулевой выходной сигнал, увеличивается крутизна статической характеристики усилителя (зависимость выходного сигнала от хода мембран). Уменьшение хода мембран в свою очередь снижает объем дыхательной попытки, а следовательно, инерционность реле. Инверсия входного сигнала, наряду с коэффициентом усиления порядка 10, создает предпосылки для унификации обоих реле давления, которые и переключают аппарат со вдоха на выдох и обратно с выдоха на вдох.

Таким образом, конструкция аппарата обеспечивает повышение чувствительности его к дыхательной попытке пациента, быстродействие и стабильность действия при вспомогательной вентиляции легких независимо от знака давления в конце выдоха.

Формула изобретения

Аппарат искусственной вентиляции легких I содержащий генератор вдоха, блок активного выдоха, управляет мыв клапаны, переключающее устройство, реле давления и разрежения, обратный клапан линии выдоха, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности к дыхательной попытке пациента,быстродействия и стабильности действия при вспомогательной вентиляции легких независимо от знака давления в конце выдоха, реле разрежения выполнено в виде соединенных между собой дополнительного реле давления .и инверсного усилителя дыхательной попытки включающего в себя эжектор с соплом и трехкамерную мембранную коробку, образованную четырьмя мембранами разных диаметров, жестко связанными штоком, при этом две мембраны имеют одинаковый средний диаметр и расположены по обе стороны большой мембраны, а образованные ими камеры подключены к обратному клапану линии выдоха, малая мембрана является заслонкой сопла эжектора, линия отсоса которого соединена с дополнительным реле давления и с камерой, образованной наой и средней мембранами.