Аппарат для искусственной вентиляции легких

Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт. свидетельстваХ 11,1970 ( 1606137131 Заявл 11 т 31 присоединением заявки,Комитет по делам изобретений и открытийПриоритетОпубликовано 26.1,1973. БюллетеньДата опубликования описания 10.1 Ч.19 К 612 2163088 8 вторызобретения Р, И. Бурлаков, А, В. Юшкин, П. Д. фомин и М, Н. Кацуба 3 аявител сесоюзный научно-исследовательский институт медицинскогоприборостроения ЕГКИХ ПП ССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯ ЛЯ Изобретение относится к медицинскои технике.Аппараты для искусственной вентиляции легких (ИВЛ), содержащие блок искусственного дыхания, газоанализатор, задатчик и устройство для управления величиной минутной вентиляции в зависимости от рСО 2 в альвеолярном газе, известны. Однако они не обеспечивают высокое качество управления в условиях изменяемости свойств объекта у правления (пациента),Другим недостатком известных аппаратов является то, что управление величиной минутной вентиляции производится воздействием из устройства для управления на величину дыхательного объема при фиксированной частоте дыхания, что не позволяет выбирать спосоо задания вентиляции, обеспечивающий уменьшение вредного влияния ИВЛ на гемодинамцку пациента.Предлагаемый аппарат позволяет устранить указанные недостатки, повысить качество управления величиной минутной вентиляции по рСОв в альвеолярном газе в условиях изменяемости свойств объекта управления с одновременным снижением вредного влияния ИВЛ на гемодинамику пациента. Это достигается тем, что устройство для управления величиной минутной вентиляции выполнено в виде элекгрически соединенных между собой сумматоров, блоков вычисления знака произведения иисполнительного механизма на линии управления величиной минутной вентиляции блокаискусственного дыхания, образующих управ 5 ляющую сеть переменной структуры, и блокаподдержания величины дыхательного объемана минимально допустимом уровне. Блок поддержания величины дыхательного ооъема намнцмально допустимом уровне выполнен в10 виде цифрового анализатора формы капнограммы, аналцзирующего наличие плц отсутствие плато на капногруппе, соединенного сисполнительным механизмом на линии управления величиной дыхательного объема блока15 искусственного дыхания,На чертеже представлена блок-схема описываемого аппарата,Аппарат содержит блок 1 искусственногодыхания, быстродействующий оптико-акусти 20 ческий газоанглизатор 2 на СО., задатчик 3,устройство 4 для управления величиной минутноц вентиляции по рСОв в альвеолярномгазе.Устройство для управления величиной ми 25 нутной вентиляции выполнено из четырех сумматоров 5, двух блоков 6 вычисления знакапроизведения, образующих управляющую сетьпеременной структуры, исполнительного механизма 7 на линии управления минутной венти 30 ляции блока 1 искусственного дыхания и блока 8 поддержания величины дыхательного обьема на минимально допустимом уровне,Блок 8 включает в себя цифровой анализатор 9 формы капнограмхгы, анализирующий наличие или отсутствие плато на капнограмме, и соединенный с ним исполнительный механизм 10 на линии управления объемом блока 1 искусственного дыхания.Аппарат работает следующим образом.Газовая смесь из дыхательного контура блока 1 искусственного дыхания непрерывно прокачивается через газоанализатор 2.Сигнал с выхода газоапализатора (капнограмма) поступает в цифровой анализатор 9 формы капнограммы, который вычисляет значение альвеолярного рСОг, значение производной от альвеолярного рСО, - Хг и определяет наличие или отсутствие плато на капнограмЕсли плато на капнограмме имеес, то цифровой анализатор формы капнограммы вырабатывает сигнал, который в течение следующего дыхательного цикла включает исполнительный механизм 10 на линии управления величиной дыхательного объема блока 1 искусственного дыхания в сторону его уменьшения. Если плато на капнограмме отсутствует, исполнительный механизм увеличивает дыхательный ооъем. Таким образом, блок 8 поддерживает значение дыхательного объема на минимально допустимом уровне так, что его ьеличина остается только лишь достаточной, чтобы промыть объем мертвого участка легких,Сигнал, соответствующий значению альвеолярного рСОг из цифрового анализатора формы капнограммы поступает на задатчик 8, где сравнивается с заданным уровнем альвеолярного рСО Рассогласование между заданием и значением альвеолярного рСОг - Хг и значение производной из альвеолярного рСОг - Хг поступает в устройство 4 для управления величиной минутной вентиляции в зависимости от альвеолярного рСОг. Здесь,на четырех сумматорах 5 и двух блоках 6 вычисления знака произведения реализована управляющая сеть переменной структуры, которая вырабатывает управлягогцее воздействие г.,г, определяющееся гкак Значения коэффициентов воздействия по Хг иХг определены как К г при 6 Хг)0- К, при ОХг(0,2где 6=СгХ уравнение Сг=О определяетг=1линию переключения структуры (С;=коэффициенты уравнения линии переключения структуры). 5 10 15 20 25 30 35 Один из сумматоров 5 вычисляет значение26= С,Х,г=1Два других сумматора служат для инвертирования сигналов Хг и Х. и получения из них сигналов ( - Хг) и ( - Хг).Блоки 6 вычисления произведений определяют знаки произведений 6 Х, и ЙХг и в зависимости от этих знаков коммутируют на вход четвертого суиматора б сигналы (Хг) или ( - Х,) и (Х,) или ( - Хг). На этом же сумматоре задаются коэффициенты воздействия ло Х и Хг (Кг).Таким образом, в зависимости от знаков произведений 6 Хг и г.гХг управляющее воздействие может определяться одним из четырех выражений:У К,Х, + К,Х, при 6 Х, ) 0 и 6 Х,) 0 У = К,Х - К,Х, при ОХ, ) 0 и 6 Х, ( 0 У= - К,Х,+К,Х, при 6 Х, СО и 6 Х,)0 У= - К,Х, - К,Х, при 6 Х,(0 и 6 Х, 0Полученное управляющее воздействие г.г ограбатывается исполнительным механизмом Т на линии управления величиной минутной вентиляции блока 1 искусственного дыхания.В устройстве 4 управления минутной вентиляцией значения коэффициентов К; воздействия и коэффициентов Сг уравнения линии переключения структуры выбраны таким образом, что при изменении характеристик объекта во всем диапазоне в системе возникает скользящий режим, обеспечивающий независимость качества управления величиной минутной вентиляции от характеристик ооъекта. Предмет изобретенияАппарат для искусственной вентиляции легких, содержащий блок искусственного дыхания, газоанализатор, задатчик и устройство для управления величиной минутной вентиляции в зависимости от рСОг в альвеолярном газе, отличаюгЧийся тем, что, с целью снижения вредного влияния искусственной вентиляции легких на гемодинамику пациента, устройство для управления величиной минутной вентиляции по рСОг в альвеолярном газе выполнено в виде электрически соединенных сумматоров, блоков вычисления знака произведения и исполнительного механизма на линии управления величиной минутной вентиляции блока искусственного дыхания, образующих управляющую сеть переменной структуры, и блока поддержания величины дыхательного объема на минимально допустимом уровне, выполненного в виде цифрового анализатора формы капнограммы и электрически соединенного с ним исполнительного механизма, установленного на линии управления величиной дыхательного объема блока искусствен ного дыхания,367865 Составитель Е. Ланцбург Техред Т, Курилко Редактор Т, Каранова Корректор О. Усова Заказ 748/5 Изд.195 Тираж 467 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 4 у 5