Аппарат искусственной вентиляции легких
(i1) 4224I7
ОЛИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
"оциалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 03.05.72 (21) 1780633/31-16 с присоединением заявками № (32) Приоритет
Опубликовано 05.04.74. Бюллетень ¹ 13
Дата опубликования описания 06.09.74 (51) Ч. Кл. А 61h 31 00
Государственный комитет
Совета Министров СССР оа делаы изаоретений и открытий (53) УДК 615.816:615. .473 (088.8) (72) Авторы изобретения
Б. В. Смоляров, И. В. Исаев, В. Т. Рогачев и А. С. Перельмутр (71) Заявитель (54) АППАРАТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
Изобретение относится к медицинской технике.
Известны аппараты искусственной вентиляции легких, содержащие генератор вдоха постоянного потока, электромагнитные клапаны, регулятор минутной вентиляции и систему трубопроводов.
Недостатком известных аппаратов является то, что генератор потока газа работает при повышенном давлении как в период акта вдоха, так и во время акта выдоха, причем во время акта выдоха (который по продолжительности обычно превосходит акт вдоха в
1,5 — 3 раза) нагрузка по давлению максимальная. Это обстоятельство вызывает повышенные нагрузки на генератор потока газа. Кроме того, в момент переключения от акта выдоха к акту вдоха в линию пациента проходит бросок давления, вызванный тем, что перед клапаном в это время повышенное давление. Это может вызвать травмирование дыхательных путей пациента в начале вдоха.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков.
Это достигается тем, что регулятор минутной вентиляции аппарата выполнен в виде дросселя переменного сечения, повторителя с положительным сдвигом и повторителя с отрицательным сдвигом, причем подмембранная полость повторителя с положительным сдвиroM и надмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом включены между генератором вдоха и дросселем, надмембранная полость повторителя с положительным сдви5 гом соединена с тройником пациента, а сопло — со входом генератора вдоха; подмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом подключена к выходу дросселя, а сопло — к линии вдоха.
10 На фиг. 1 изображена пневматическая схема предлагаемого аппарата с одним повторителем давления со сдьигом; на фиг. 2 — пневматическая схема аппарата с двумя повторителями давления со сдвигом.
15 Аппарат содержит генератор 1 вдоха (компрессор), дросссль 2 переменного сечения, два противофазно работающих электромагнитных отсечных клапана 3, 4 (клапан вдоха и клапан выдоха) и повторитель 5 с положитель20 ным сдвигом, содержащий поджатую пружину
6 и мембрану 7, разделяющу|о корпус повторителя на две полости. Одна из полостей— подмембранная, имеющая сопло, связанное со входом в компрессор, соединена с нагнетаю25 щей пневматической линией между выходом компрессора и дросселем, а другая — надмембранная, соединена с линией пациента за отсечными клапанами.
Аппарат содержит также дополнительный
30 повторитель 8 с отрицательным сдвигом (см, 422417 фиг. 2), установленный в линии между дросселем и отсечным клапаном, причем пружина
9 в нем находится между соплом, соединенным с отсечным клапаном 3, и мембраной 10. Подмембранная (сопловая) полость повторителя
8 здесь соединена с линией за дросселем 2, а надмембранная полость — с линией до дросселя (посредством подмембранной полости повторителя 5) .
Аппарат работает следующим образом.
Генератор 1 вдоха создает постоянный поток воздуха (или дыхательной смеси), который поступает в подмембранную полость повторителя 5 и через дсоссель 2 (при открытом клапане 3) — в легкие пациента, создавая определенное давление искусственной вентиляции легких (ИВЛ), которое поступит также и в надмембранную полость повторителя 5.
Состояние равновесия мембраны повторителя описывается следующим уравнением:
Р,+Р, F=Ð, F, где Р< — сила пружины, Р, — давление ИВЛ, Р— давление после компрессора (перед дросселем), F — эффективная площадь мембраны.
Тогда Р,=-.Р,+ — =-Р,+const, т. е. повториРо
Е тель во время всего дыхательного цикла (как в течение вдоха, так и в течение выдоха) поддерживает давление после компрессора, равным давлению ИВЛ плюс постоянная величина (положительный сдвиг), равная отношению силы пружины на эффективную площадь мембраны. Излишек воздуха сбрасывается через сопло повторителя на вход компрессора (закольцовывается) . Величина положительного сдвига выбирается сравнительно небольшой (10 — 15 см вод. ст.), поэтому во время акта выдоха (Р1(0) нагрузка на компрессор (Р2) будет невелика. Давление, дежурящее перед отсечным клапаном 3 в момент его открываГ Р ния также будет небольшим — и поэтоЭ - ) му толчок давления при переходе от акта выдоха к акту вдоха будет слабым и субъективно не ощутимым.
Перепад на дросселе также будет постоянным во время всего акта вдоха
ЬР=- Р,— Р, = =const.
Следовательно, расход газа Q через дроссель также будет постоянным, так как
q — - f y a, где f — площадь дросселя, КР— перепад давления на дросселе.
Очевидно, что на расход газа (т. е. на минутную вентиляцию) не влияет противодавление в линии пациента.
4
Для того, чтобы изменить режим вентиляции (расход) неооходимо изменить площадь проходного сечения дросселя. однако, если треоуемыи диапазон изменения минутнои вентиляции достаточно GOJIb" шои, то на низких режимах Ий 1 через повторитель о оудет сорасываться оольшая часть расхода и точность поддержания сдвига при том будет понижена. для увеличения точности поддержания низких режимов минутнои вентиляции в линии между дросселем и клапаном вдоха установлен второи повторитель Ь со сдвигом (см. уиг. 2), подмеморанная полость которого соединена магистралью с дросселем, сопло — с клапаном вдоха, а надмембранная полость— с подмембранной полостью повторителя со сдвигом.
Работа аппарата при этом происходит следующим образом. давление воздуха после компрессора следит с некоторой степенью точности за давлением
1 1Ыл пациента (за счет повторителя со сдвигом о, по принципу описанному выше).
11ри увеличении по какой-либо причине расхода воздуха через дроссель, перепад давления на дросселе 2 (воздействующий непосредственно на мембрану повторителя 8) возрастает, при этом заслонка, связанная с мембраной iU, прикрывает сопло повторителя 8, и расход снижается до заданной величины. При уменьшении по какой-либо причине расхода воздуха через дроссель, перепад давления на дросселе уменьшается, и пружина повторителя 8 приподнимает мембрану, приоткрывая сопло и увеличивая расход до заданной величины, т. е. расход поддерживается на заданном уровне, причем осуществляется это с обратной связью по давлению ИВЛ.
Предмет изобретения
Аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий генератор вдоха постоянного потока, электромагнитные клапаны, регулятор минутной вентиляции и систему трубопроводов, отличающийся тем, что, с целью устранения травмирования дыхательных путей в начале вдоха и расширения диапазона регулирования минусной вентиляции, регулятор минутной вентиляции выполнен в виде дросселя иеременного сечения, повторителя с положительным сдвигом и повторителя с отрицательным сдвигом, причем подмембранная полость повторителя с положительным сдвигом и надмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом включены между генератором вдоха и дросселем, надмембранная полость повторителя с положительным сдвигом соединена с тройником пациента, а сопло — со входом генератора вдоха; подмембранная полость повторителя с отрицательным сдвигом подключена к выходу дросселя, а сопло — к линии вдоха.
422417
Составитель E. Ланцбург
Техред E. Борисова Корректор А. Васильева
Редактор Т. Каранова
Заказ 2143/11 Изд. ¹ 714 Тираж 482 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
