аппарат искусственной вентиляции легких

Формула изобретения

Аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий генератор потока, тройник пациента, систему управления, датчики скорости потока и давления в верхних дыхательных путях, которые пневматически соединены с тройником пациента, а электрически - со входами системы управления, отличающийся тем, что он снабжен источником сжатого кислорода и газораспределительным устройством, которое содержит дроссель-регулятор вдоха, дроссель-регулятор выдоха, и пропорциональный электропневматический регулятор, при этом дроссель-регулятор вдоха пневматическим входом соединен с выходом генератора потока, пневматическим выходом - с линией вдоха тройника пациента, а электрическим входом - с первым электрическим выходом системы управления, дроссель-регулятор выдоха пневматическим входом соединен с линией выдоха тройника пациента, пневматическим выходом - с атмосферой, а электрическим входом - со вторым электрическим выходом системы управления, пропорциональный электрический регулятор пневматическим входом соединен с источником сжатого кислорода, пневматическим выходом - с линией вдоха тройника пациента, а электрическим входом - с третьим электрическим выходом системы управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в отделениях интенсивной терапии и реанимации, а также в специализированных респираторных кабинетах для немедикоментозного лечения больных с хроническими неспецифическими заболеваниями легких.

Из предшествующего уровня медицинской техники известен аппарат искусственной вентиляции легких (ИВЛ), содержащий генератор вдоха, блок управления, формирователь управляющих сигналов, электромагнитные клапаны, стабилизаторы, управляемые делители и мостовые транзисторные схемы (пат. РФ N 2020919, кл. A 61 H 31/02, 1991 г.).

Недостатком данного аппарата является сложность его конструкции и, как следствие этого, ненадежность в работе.

Известен также аппарат ИВЛ, содержащий генератор потока, тройник пациента, систему управления, датчики скорости потока и давления в верхних дыхательных путях, которые пневматически соединены с тройником пациента, а электрически - со входами системы управления (пат. РФ N 2119323, кл. A 61 H 31/02, 1998 г.).

Недостатком данного аппарата является ограниченность функциональных возможностей, обусловленная тем, что при необходимости применения различных методик вспомогательной вентиляции легких (например, с управлением по объему и высокочастотной ИВЛ) необходимо наличие двух аппаратов: известного ИВЛ и аппарата для осуществления ВЧИВЛ, что создает определенные трудности в управлении и размещении их у кровати больного.

Указанные недостатки снижают лечебный эффект вспомогательной вентиляции легких.

В соответствии с этим поставлена задача, направленная на расширение функциональных возможностей аппарата путем использования его при различных методиках вспомогательной вентиляции легких.

Эта задача решена тем, что аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий генератор потока, тройник пациента, систему управления, датчики скорости потока и давления в верхних дыхательных путях, которые пневматически соединены с тройником пациента, а электрически - со входами системы управления, дополнительно снабжен источником сжатого кислорода и газораспределительным устройством, которое содержит дроссель-регулятор вдоха, дроссель-регулятор выдоха, и пропорциональный электропневматический регулятор, при этом дроссель-регулятор вдоха пневматическим входом соединен с выходом генератора потока, пневматическим выходом - с линией вдоха тройника пациента, а электрическим выходом - с первым электрическим входом системы управления, дроссель-регулятор выдоха пневматическим входом соединен с линией выдоха тройника пациента, пневматическим выходом - с атмосферой, а электрическим входом - со вторым электрическим выходом системы управления, пропорциональный электрический регулятор пневматическим входом соединен с источником сжатого кислорода, пневматическим выходом - с линией вдоха тройника пациента, а электрическим входом - с третьим электрическим выходом системы управления.

На фиг. 1 изображена блок-схема аппарата; на фиг. 2 - блок-схема газораспределительного устройства.

Аппарат искусственной вентиляции легких содержит генератор потока 1, газораспределительное устройство 2, тройник пациента 3, систему управления 4, выполненную в виде микропроцессорного контроллера на базе процессора PIC 16C74, электрические выходы которой соединены с электрическими выходами газораспределительного устройства 2, а также датчик скорости потока 5, датчик давления 6.

Линия выдоха тройника 3 пациента пневматически соединена с датчиком 5 скорости потока, который электрически соединен со вторым входом системы управления 4, а тройник 3 пациента пневматически соединен с датчиком 6 давления в верхних дыхательных путях пациента, электрический выход которого соединен с первым входом системы управления 4.

Газораспределительное устройство 2 содержит дроссель-регулятор вдоха 7 (Др_вд), пневматический вход которого является первым входом, а пневматический выход - первым пневматическим выходом газораспределительного устройства 2 (фиг. 1); электрический вход Др_вд является первым выходом системы управления 4.

Газораспределительное устройство 2 содержит также дроссель-регулятор выдоха 8 (Др_выд), пневматический вход которого является третьим входом, а пневматический выход - третьим пневматическим выходом газораспределительного устройства 2 (фиг. 1); электрический вход (Др_выд) 8 является вторым выходом системы управления 4.

В состав газораспределительного устройства 2 включен пропорциональный электропневматический регулятор 9 (ПЭПР), пневматический вход которого соединен с источником сжатого кислорода 10 и является вторым входом газораспределительного устройства 2, а пневматический выход - вторым пневматическим выходом газораспределительного устройства 2; электрический вход (ПЭПР) соединен с третьим электрическим выходом системы управления 4.

Аппарат работает следующим образом.

а) Реализация методик вспомогательной вентиляции легких

(ВВЛ) с управлением по объему (Assist или SIMV).

При поступлении с датчика 5 скорости потока сигнала о попытке вдоха пациента "flow triggering" система управления 4 в соответствии с заданными врачом параметрами формирует электрические сигналы, обеспечивающие нарастающую подачу газовой смеси в заданной концентрации в верхние дыхательные пути пациента с помощью Др_вд 7 ПЭПР 9, Др_выд при этом закрыт. Нарастание потока газовой смеси продолжается пока пациенту не будет подан заданный дыхательный объем. При получении сигнала с датчика 5 о достижении заданного объема система управления 4 формирует сигналы закрытия Др_вд 7 и ПЭПР 9 с одновременным формированием сигнала открытия Др_выд 8. Последний находится в открытом состоянии, пока давление в верхних дыхательных путях пациента, измеренное датчиком 6, не станет равным величине заданного врачом давления конца выдоха. Др_выд 8 зарывается. Аппарат находится в состоянии ожидания следующей попытки вдоха пациента, при этом система управления включает таймер ожидания для автоматической работы аппарата в случае отсутствия попыток пациента.

б) Реализация методик ВВЛ с управлением по давлению в верхних дыхательных путях пациента (СРАР или Pressure Support)

Функционирование Др_вд 7, Др_выд 8 и ПЭПР 9 находятся в зависимости от заданных величин давления конца вдоха и выдоха. Сигналами системы управления 4 Др_вд 7 и ПЭПР 9 создают в верхних дыхательных путях пациента постоянный поток с величиной постоянного давления, заданной врачом. Др_выд обеспечивает заданное давление конца выдоха.

В фазу самостоятельного вдоха пациента давление в верхних дыхательных путях начинает снижаться по отношению к величине заданного постоянного давления, что фиксируется датчиком 6 и обеспечивает формирование сигналов управления Др_вд 7 и ПЭПР 9 направленных на увеличение скорости потока для компенсации снижения давления. В фазу выдоха пациента давление в верхних дыхательных путях начинает увеличиваться по отношению к величине заданного постоянного давления, что фиксируется датчиком 6 и обеспечивает формирование сигналов управления Др_выд 8 направленное на уменьшение скорости потока для компенсации увеличения давления.

в) Реализация методики высокочастотной (ВЧ) ВВЛ

Система управления 4 формирует сигналы управления ПЭПР 9, обеспечивающие прерывание постоянного потока кислорода. При этом врач может регулировать скорость потока, частоту и скважность его прерывания.

Выполнение газораспределительного устройства 2 в виде трех электронноуправляемых исполнительных механизмов их пневматические и электрические связи обеспечивают реализацию одним аппаратом всех известных методик ВВЛ при относительной простоте конструкции.

Использование данного аппарата позволит существенно расширить его функциональные возможности, поскольку он может быть использован как для реализации методик ИВЛ, так и для реализации методик ВВЛ.