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"Réanimateur cardio-pulmonairs n La présente invention est relative à la réanima-
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t.oa. cardio-puïmoriairt.
Un but important de l'invention est d'offrir un réanimateur de petites dimenalonspautonome,portatii et totalement automatique , pourie coeur et les poumons.
Un autre but important de la présente invention est d'offrir une unité de réanimation pulmonaire qui fournit un volume précis d'oxygène par cycle, ce volume pouvant être modifié suivant les nécessité* du paient particulier*
Un autre but important de la présente invention est d'offrir une Unité de réanimation cardiaque automatique qui peut appliquer des quantités variables de compressions cardiaques
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#xtérieiirt.
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Snsepft un autre tout important de la pv<t nt ias voution est d'offrir un l''éan:l.#ahu;o car41o...:pu.1JIaQttui'e qui an sur
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que l'application de loozygène aux poumon* soit interposé entre 104 compression aa,xdiaqti.
Enoore ua autre but important de 1 invention est
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dto:f':trj).' une imité de réanimation oarsüo-pat3asona.i.r qui peut être
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utilisée qloro que la p.ti.nt *et transportée Toujours un autre but important d. la pré..nte .111... vont ion est (flof"f'rir un circuit de commande pneumatique pour le
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réanimât sur, qui peu.t ttro monta totale.ent à 1 intérieur rla .1
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retour t1'guùh$ de 1ta....lage.
Kncor* un au1;r. but important der la pyA<KMit tuvantion est d* offrir* un o.u.i4 tie pulsations an tant que pat3.s du MY8tèlli8 pneumatique , qui offre un degré élevé do sécurité, qui
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mandé av o un* très grand* précision* Encore un au1tl'e but important de la présent* lawatieia tut d**"*"***1 un..o1,tpape dan. 1..rat.- d ventilation . 1tn&d d< 'uni t4 da rtias. qui oonwaasW avec précis ion 1. vite* d'augaseatation du volu#. du gaz G8 1..aa Ol'.
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nidation- o T<lio-.pulfflonft4.r uiveuQt la présente invention comprend parmi w caractéristique importantes, 1 'utilisation d'une noise .. M1,V);'8 41'UIII&'U.qu. du oqaPA-a8f1Ur cardiaque t du 'lrrnf.a.tsur tMt6a4. < tl1.po.'U.t.Un. pair 4. "uq;mp...t1oM"' Qy:$."1 MtOMt1& <MMeot4w la oirculaliion de lteç3rèn depuis un* source '*tatn v r* !# vantilauï1 pul#oaaire <tt le arxaaur cardia-t 9lh:Ó' ..;tl..orte que l<t rapport d' actionnaient réglé dans 18 J temps watr les deux soupapes oo;tt oon4tanteLa soupape commuant '-.écou18m,xrt:
de l'o:q-,è yen 1. ventilateur PJ.1.lmon'- > ouvre ' entre le Ouverture* 8uÓo,'.1ve. de l'autre soupape afin d'éviter quo la comprstsmur noeglose en opposition avec 1< ventilateur pu-
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monaire.Les soupapes régulatrices sont disposées dans le système pour commander le volume d'exygène introduit pour la ventilation pulmonaire et la charge appliquée par le compresseur.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexes,dans lesquels;
La figure 1 est une vue en perspective dtun réanimateur cardia-pulmonaire réalisé suivant la présente invention.
La figure 2 représente l'unité de la figure 1, utilisée sur un patient.
La figure 3 est une vue schématique du circuit de commande pneumatique monté dans l'élévateur d'épaulesreprésenté à la figure 1.
La figure 4 est une vue schématique d'un circuit de pulsations qui constitue un des éléments du circuit de commande pneumatique représenté à la figure 3.
La figure 5 est une vue schématique d'une soupape commandée pneumatiquement,qui fait partie du circuit de commande pneumatique représenté à la figure 3.
La figure 6 est un graphe illustrant le rapport dans le temps entre la pression appliquée à la poitrine d'un patient par l'intermédiaire du ventilateur,et l'action du compresseur cardiaque.
Les figures 7 à 11 sont des vues schématiques d' autres formes de réalisation d'un circuit de pulsations.
Le groupe réanimateur représenté à la figure 1 comprend un élévateur d'épaules 10, une unité de compresseur cardia que 12,une unité de ventilation pulmonaire 14 et des sangles 16 destinés à maintenir l'unité de compresseur 12 dans la position voulue sur la poitrine d'un patient.A la figure 2, l'assemblage est représenté utilisé sur un patient avec les unités 12 et 14 en place et un réservoir à oxygène 18 est représenté relié au bottier 22 de l'élévateur d'épaule.
Le bottier 22 est représenté à la figure 1 comme portant une paire de raccords à oxygène 24
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et 26,un de chaque côté, une jauge de volume pulmonaire 28,un bouton de commande 30 destiné à modifier le volume de gaz de ventilation envoyé aux poumons,une jauge 32 destinée à mesurer la poussée de l'unité de compresseur cardiaque 12,un bouton de commande 34 pour modifier la poussée et un commutateur marche- arrêt 36.Une poignée 38 pour porter le bottier 22 est prévue avec un évidement peu profond 40 dans la face supérieure, qui forme un appui confortable pour la tête du patient.
Le circuit pneumatique représenté à la figure 3 est monté à l'intérieur du bottier 22 de l'élévateur d'épaules 10.Le circuit .représenté comprend des admissions 24 et 26 qui sont combinées dans une double soupape d'arrêt 42.Habituellement, l'une des entrées est connectée au réservoir à oxygène et,lors- que ce réservoir s'épuise,un second réservoir peut être connecté à l'autre admission.Etant donné que l'on utilise habituellement de l'oxygène,la description ci-après fera mention de celui-ci comme gaz dans le système,mais A1 doit être entendu que d'autres gaz peuvent être utilisés.A partir de la soupape d'arrêt,l'oxy- gène dans le circuit traverse un filtre 44 et une soupape d'ar- rêt et de passage 46,
puis il se répartit dans une paire de con- duites 48 et $0.Une soupape de réglage de pression 52 est dispo- sée dans la conduite 48 et fournit une pression constante à sa sortie.
Une soupape commandée pneumatiquement 54 est con- nectée à l'extrémité de la conduite 48 et sert à fournir l'oxy- gène comprimé à un circuit de pulsations 56,un réservoir 58 et au côté pilote d'une soupape de ventilation 60,commandée pneu- matiquement.Le circuit de pulsations 56 est connecté à son tour à sa sortie au coté pilote d'une autre soupape 62 commandée pneu- matiquement et d'une combinaison de soupape et de compteur 64.
La oombinaison de soupape et de compteur 64 se trouve dans une conduite pilote 66 qui commande le fonctionnement de la première soupape commandée pneumatiquement 54. et La conduite 50 au delàde la soupape d'arrêt de passage 46 envoie de l'oxygène a travers la souBape commandée
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pneumatiquement 62,dont la conduite pilote 68 est connectée à la sortie 78 du circuit de pulsations 56.A la figure 5,le masque 14 et le compresseur cardiaque 12 sont représentés connectés aux sorties de la soupape de ventilation 60 commandée pneumatique-! ment et de la soupape commandée pneumatiquement 62, respectivement- Comme représenté à la figure l,
ces éléments sont situés à l'ex- térieur du bottier 22 et ils sont connectés à ce bottier par des tuyaux 69 et 70.
Avant de décrire en détails le circuit de commande représenté à la figure 3,l'on décrira résent le rapport exis-. tant entre le fonctionnement de l'unité de ventilation pulmonaire celui etde l'unité de compression cardiaque.La cadence la plus effica- ce pour une compression cardiaque extérieure afin de maintenir une pression sanguine moyenne élevée a été déterminée comme étant d'approximativement 60 compressions par minute la cadence la plus efficace pour la ventilation pulmonaire a été déterminée comme étant d'approximativement 12 ventilations par minute.Un réanima- teur cardio-pulmonaire pour être efficace doit reproduire ce rap- port.Par conséquent,
une pression est appliquée à la poitrine par l'unité de compresseur 12 cinq fois pour chaque fois où les pou- mons sont ventilés en envoyant de l'oxygène dans ceux-ci par 1' intermédiaire de l'unité 14.Il est également important que l'oxy- gène soit envoyé dans les poumons entre les applications de pres- sion sur la poitrine qui sont exercées par l'unité 12.Ceci revient à dire que la pression appliquée extérieurement à la poitrine ne doit pas être directement opposée par l'oxygène sous pression dans les poumons.Ces rapports sont représentés dans le graphique de la figure 6,où l'on a reporté le temps vis-à-vis de la pression exercée par le réanimateur.Dans le graphique,les crêtes T représentent quatre poussées exercées sur la poitrine par l'unité 12.
La crête V représente le volume d'oxygène introduit dans les poumons par l'intermédiaire de l'unité de ventilateur l4.L'on remar- quera au graphique que sur le coté descendant de la crête V, c'est- à-dire lorsque le volume d'oxygène dans les poumons est relâche,
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la poussée T' est exercée.Ainsi,alors que les poumons axpulsent , l'oxygène, la cinquième poussée T' est appliquée à la poitrine et la hauteur de la crête T' représente la pression accumulée de la poussée exercée par l'unité 12 et de labres s ion résiduelle dans les poumons après la crête de ventilation* L'on peut également remarquer à la figure 6 que le volume de gaz de ventilation n'augmente pas suivant une ligne droite,
mais qu'au contraire cette augmentation est progressive,en : particulier au début de la ventilation. De l'oxygène est introduit : primitivement sous un faible débit dans les poumons et le volume augmente ensuite à une cadence plus rapide, jusqu'à ce que le vo- : lume maximum soit atteint* Cette caractéristique est représentée par la section incurvée du graphique entourée d'un cercle à la . figure 6.Cette introduction progressive de l'oxygène dans les pou- mons est obtenue grâce à la soupape de ventilation spéciale 60.
En revenant à présent au circuit représenté à la fig-) 3, il est évident qu'un réservoir à oxygène peut être con- necté à l'une ou l'autre des admissions 24 et 26,et a double sou- pape d'arrêt 42 envoie l'oxygène à travers le filtre 44.La soupape d'arrêt et de passage 46 commandée par le bouton 36 sur le bot- tier 22 est utilisée pour arrêter ou mettre en route le système.
La sortie de la soupape 46 qui se raccorde à la conduite 48 est commandée par la soupape de réglage de pression 52 qui provoque une réduction de pression dans le système dans toutes les condui- tes qui reçoivent de lto xygène à partir de ce point.D'une façon typique,le réservoir à oxygène par l'intermédiaire duquel le sys- tème est alimenté est réglé à 90 livres par pouce carré et la soupape de réglage de pression 52 peut réduire la pression dans la conduite 48 à 50 livres par pouce carré.Ainsi,dans la conduite 48 et dans le système qu'elle commande,la pression ne dépasse pas 50 livres par pouce carré,tandis que dans la conduite 50 la pres- sion est à 90 livres par pouce carré.
La soupape de répartition commandée pneumatique- ment 54 connecte finalement la conduite 48 à l'une ou l'autre des
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deux conduites 70 et 72.Dans des conditions normales, c'est-àdire dans la position de rappel,la soupape 54 connecte la conduite 48 à la conduite 70 et ce n'est que quand la conduite pilote 66 est mise sous pression que la position de la soupape 54 se modifie pour connecter la conduite 48 à la conduite 72.Les conduites 70 et 72,lorsqu'elles ne sont pas connectées à la conduite 48,sont mises en liaison avec l'atmosphère par l'intermédiaire de purgeurs 74 et 76,respectivement.
Lorsque la conduite 70 est connectée à la source de pression à 50 livres par pouce carré par l'intermédiaire de la soupape de répartition 54,1e circuit de pulsations 56 est mis en oeuvre et il envoie à sa sortie 78 soixante impulsions par minute ou quelque autre cadence c'@@enable sélectionnée* (le cir- cuit de pulsations représenté à la figure 4 sera décrit plus en détails ci-après), En même temps que le circuit de pulsations56 est mis en oeuvre,le réservoir 58 qui se trouve à l'intérieur du bottier 22 est rempli par l'intermédiaire de la conduite 80 et du régulateur de pression 82.La soupape 82 peut être réglée manuellement à l'aide d'un bouton 30 représenté à la figure 1, afin de commander le volume d'oxygène emmagasiné dans le réserv- oir 58.
La soupape de ventilation 60 qui est normalement fermée,empêche l'oxygène dans le réservoir 58 de s'échapper vers ltmité de ventilation 14.Toutefois,la soupape de ventilation 60 qui est également décrite plus en détails ci-après à propos de la figure 5, s'ouvre lorsque la conduite 72(qui sert de pilote pour cette soupape)reçoit de l'oxygène à partir de la soupape de répartition 54.
Ceci revient à dire que quand la soupape de répartition 54 modifie sa position de telle sorte que la conduite 48 soit connectée à la conduite pilote 72,le réservoir 58 ne reçoit plus d'oxygène à partir de la conduite,mais son contenu, est au contraire envoyé par l'intermédiaire de la soupape 60 à l'unité de'ventilation l4.La position de la soupape 54 est commandée par
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la conduite pilote 66 qui est connectée à son tour à la sortie 78 du circuit de pulsations 56*La combinaison de compteur et de soupape 64 qui ne fait pas partie en soi de la présente invention, compte chacune des impulsions émises par le circuit de pulsations 56 et,lorsqu'un nombre donné d'impulsions &. été enregistré,
la soupape du compteur 64 permet à une impulsion d'être envoyée dans la conduite pilote 66 pour changer la position de la soupape 54.
L'impulsion passant dans la conduite 66,comme indiqué précédem- ment,modifie la position de la soupape 54 de telle sorte qu'elle ne connecte passes conduites 48 et 70,maisau contraire les con- duites 48 et 72.
La sortie 18 du circuit de pulsations 56 est éga- lement connectée par la conduite pilote 68 t à la soupape pneuma- tique 62.Chaque impulsion émise par le circuit 56 ouvre la soupa- pe pneumatique 62 et permet à la conduite 50 d'envoyer de l'oxy- gène sous pression à l'unité de compresseur cardiaque 12.Un régu- lateur de pression 82 dans la conduite 50 est commandé par le bou- ton de commande 34 sur le bottier 22,de telle sorte que la pous- sée exercée par l'unité de piston et de cylindre du compresseur cardiaque puisse être modifiée*
L'on se rendra compte d'après la description ci- avant,que le compteur 64 établit le rapport de fréquence de base entre le ventilateur pulmonaire 14 et le compresseur cardiaque 12,.
Tandis que le circuit de pulsations 56 ouvre- la soupape 62 à cha- que impulsion du circuit 56,1e compteur 64 dans le circuit pilo- ne te 66permet à la soupape de répartition 54 de modifier sa posi- tion qu'une fois pour cinq impulsions du circuit 56.
Le circuit de pulsations 56 est représenté en dé- tails à là figure 4 L'on remarquera que l'étendue du circuit de pulsations représenté à la figure 4 est limitée par la conduite 70(entrée des impulsions)et la sortie du circuit de pulsations 78.Dans le but de la présente description, l'on supposera que la conduite 70 est constamment conneotée à une source d'oxygène sous pression.Une soupape de répartition 86,qui est commandée pneumati-
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quement par uns conduite pilote 88,est rappelée vers une position s dans laquelle son entrée 90 est connectée à la sortie d'impulsion 78.
Ceci revient à dire qu'à moins que la position de la soupape de répartition 86 ne soit modifiée,la conduite 70 sera continu- ellement connectée à la sortie d'impulsions 78 par l'intermédiaire de la soupape 86.
La conduite pilote 88 est commandée par une soupape pneumatique 92.La soupape pneumatique 92,normalement fermée lorsqu'elle s'ouvre,permet à de l'air comprimé de s'écouler à. travers la conduite pilote 88 afin de modifier la position de la soupape de répartition $6,afin de connecter à son tour l'entrée 90 à la conduite 94 et d'interrompre la connexion entre 1' entrée 90 et la sortie .d'irpulsions 78.Un retard sous la forme d'une résistance 96 est prévue dans la conduite pilote 88 afin de retarder le changement de position de la soupape de répartition 86 après l'ouverture de la soupape 92.En l'absence de la résistance 9 6,
la soupape 86 s'ouvrirait immédiatement lors de l'ouverture de la soupape 92.La nécessité de ce retard deviendra évidente d'après la description ultérieure du circuit de pulsa- tions. *
Une seconde résistance d'écoulement 98 est prévue dans le circuit- dans la conduite pilote 100 qui connecte la conduite 90 au pilote de la soupape pneumatique normalement fermée 92. Par conséquent,la pression dans la conduite 90 n'ouvre pas instantanément la soupape 92 mais plutôt, il y a un retard dans l'ouverture de la soupape 92 après que la conduite 90 ait reçu de l'oxygène sous pression à partir de la conduite 70.
L'établisse- ment de la pression dans la conduite 100 pour l'ouverture de la soupape 92 est commandé à son tour par une soupape pneumatique 102 qui, lorsqu'elle est ouverte,ouvre le purgeur 104 afin de permettre à la pression dans la conduite 100 de s'échapper à travers la soupape vers l'échappement 106.Lorsque la soupape 102 est- fermée,le purgeur 104 est fermé et la pression dans la conduite
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loO s'accumule pour ouvrir la soupape 92;
La soupape pneumatique 102 est à son tour commandée par une conduite pilote 108 qui contient une résistance d'écoulement 110.La fonction de la ré- sistance 110 sera évidente d'après la description ci-après du fonctionnement du circuit de puisa/tiens .
Lorsque la conduite 70 est connectée à une source le de pression, tell qu'un réservoir d'oxygène, l'oxygène s'écoule de - puis la conduite 70 à travers la conduite 87 vers l'admission 90 de la soupape de répartition 86 et s'échappe à travers la sor- tie de pulsations 76 Simultanément, la pression s'établit dans la conduite pilote 100 et,après une période de retard,la soupape pneumatique 92 s'ouvre.Lorsque la soupape 92 dans la conduite pilote 88 s'ouvre,après un retard,la position de la soupape 86 ' se modifie de telle sorte que la sortie d'impulsions 78 est blo- quée et la soupape de répartition 86 envoie de l'oxygène à tra- vers la conduite pilote 108.La soupape 92,toutefois,
reste ouverte jusq@à ce que la conduite 108 se soit remplie et applique une pression d'une amplitude déterminée à la seconde soupape pneuma- tique 102.La résistance 110 et le voluma tel que déterminé.parla longueur de la conduite 108 commandent la durée du retard de temps entre l'ouverture de la soupape de répartition 86 vers la conduite 94 et l'ouverture de la soupape 102 .Lorsque la soupape
102 s'ouvre,la pression dans la conduite pilote 100 est immédiate- ment relâchée par l'intermédiaire du purgeur 104 et la soupape pneumatique 92 se ferme.La fermeture de la soupape 92 modifie immédiatement la position de la soupape de répartition 86 afin de mettre à nouveau la conduite d'admission 70 en communication avec la sortie d'impulsions 78,
par l'intermédiaire de la con- duite 87,de l'admission 90 et de la soupape de répartition.Le cycle est alors répété continuellement jusqu'à ce que la conduite
70 soit déconnectée de la source de pression.
L'on remarquera à la figure 4 qu'une soupape d'ar- rêt 107 constitue une dérivation autour de la résistance 110,dans la direction s'étendant depuis la conduite 108 vers la soupape
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de répartition 86.La soupape d'arrêt 107 permet à la pression dans la conduite 108 de se dissiper instantanément afin de permettre à la soupape 102 de se fermer.En l'absence de la soupape d'arrêt,un retard surviendrait dans le recyclage de la soupape 92,parce que la résistance 110 retarderait la réduction de pression dans la conduite 108 pour permettre à la soupape de purge 102 de se fermer.
Le volume de la conduite 108 et l'amplitude de la restriction ou de la résistance 110 affectent directement le rapport entre les temps "d'ouverture" et de "fermeture" des impul- sions.Si l'amplitude de la résistance 110 augmente et/ou si le volume delà conduite pilote 108 augmente, il faudra une plus longue période pour ouvrir la soupape normalement fermée 102 afin d' amener la soupape .92 à se fermer, De la sorte,le rapport entre les temps "d'ouverture" et de "fermeture" des impulsions peut être modifié.La restriction 98 et la longueur de la conduite 100 commandent également le rapport entre les périodes "d'ouverture" et de"fermeture" de chaque cycle.Si la résistance98 et le volume de la conduite 100 augmentent,la longueur de temps requise pour ouvrir la soupape 92 augmente,
ce qui allonge à son tour la période pendant laquelle une impulsion est émise à partir de la soupape de répartition 86. Ces éléments affectent donc indirectement la fréquence des impulsions mais commandent plus directement le rapport entre les périodes d' "ouverture" et de "fermeture".Pour modifier directement la fréquence des impulsions,le conduit 109 peut être modifié.
Si ce conduit est remplacé par un conduit de plus grande capacité,le temps requis pour que la soupape de répara tition 86 change de position,sera augmenté de façon à accroître directement le temps requis pour chaque cycle*
Le circuit de pulsations très simple représenté à la figure 4 sert à commander l'ouverture de la soupape 62 qui, à son tour,commande l'unité de compression cardiaque 12 et sert également à faire fonctionner la combinaison de soupape et de compteur 64 qui,avec la conduite pilote 66f commande la position
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de la soupape de répartition 54.L'on se rendra également compte d'après la description qui précède que quand la conduite 72 est connectée à la conduite 48 par l'intermédiaire de la soupape de réparation 54,
de telle sorte que de l'oxygène est envoyé à l'uni- té de ventilation l4,le circuit de pulsations 70 est temporairement inactif.
L'on a représenté à la figure 3 encore une autre soupape commandée pneumatiquement 111,qui est disposée dans la conduite pilote 66,tandis que la conduite pilote 113 qui commande la position de la soupape pneumatique 111 est connectée au réservoir 58.La soupape pneumatique 111 est normalement maintenue dans la position d'ouverture,étant donné que la pression dans le réservoir 58 sert de pression pilote pour remplir la conduite pi-, lote 113.Toutefois,lorsque la pression dans le réservoir 58 est relâchée,comme par exemple lorsque son contenu est envoyé dans la soupape de ventilation 60,la pression dans la conduite 113 diminue et la soupape 111 est fermée.
Par conséquent,lorsque la ' conduite 72 est connectée à la source d'oxygène et ouvre la sou- . pape de ventilation 60 et quele contenu du réservoir 58 est évacua la soupape 111 dans la conduite pilote 66 se ferme pour modifier à nouveau la position de\La soupape de répartition 54,de telle sorte que les conduites 48 et 70 sont mises en communication l'une avec l'autre et que la conduite pilote 72 est purgée par l'intermédiaire de l'échappement 76.De la sorte,le cycle de la soupape de répartition 54 est achevé.
La soupape de ventilation 60,représentée à la figure 5,comme indiqué précédemment,commande la vitesse à laquelle le volume est évacué vers l'unité de ventilation 14 et elle produit plus particulièrement la courbe dans le graphique de la figure 6,qui est entourée d'un cercle au début de la pulsation de ventilation.La soupape comprend un conduit d'admission 112 connecté à la figure 3 à la conduite 114 qui envoie un volume d'oxygène du réservoir 58 à la soupape.Le conduit 112 se vide dans une chambre cylindrique 116 à l'intérieur du carter de la soupape
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et un noyau 118 peut se déplacer avec un mouvement de va-et-vient à l'intérieur de la chambre 116.Dans la position représentée,le noyau 108 interrompt la connexion entre le conduit d'admission 112 et un passage 120 qui,
à son tour, est connecté par un assemblage de sous-soupapes 122 à un conduit d'évacuation 124.
La position du noyau 118 dans la chambre 116 est commandée par un conduit pilote 126 pratiqué dans le carter (non représenté)et qui est prévu pour être connecté à la conduite pilote 72 représentée à la figure 3.Le conduit pilote 126 est carnecté,par l'intermédiaire d'un passage 128,à la chambre de droite 117 et le conduit pilote est connecté, par l'intermédiaire d'un second conduit 130,à l'assemblage de sous-soupape;.122.
La pression pilote introduite dans la chambre à la droite du noyau 118 à partir de la conduite 126 déplace ce noyau vers la gauche.Ce mouvement du noyau 118 dans la chambre 116 est retardé,toutefois, par le passage d'échappement 132 connecté entre l'extrémité de gauche de la chambre 116 et le conduit d'admission 112 et qui contient une résistance 134.L'orifice restreint ou résistance 13 dans le conduit d'échappement 132 limite la vitesse à laquel- le le noyau 118 peut se déplacer vers la gauche sous l'influence de la pression pilote dans la conduite 128.Lorsque le noyau 118 se déplace vers la gauche,une première petite gorge circulaire 136 dans le noyau 118 s'aligne avec le conduit d'admission 112 et le passage 120 et sert aies mettre en communication l'un avec l'autre.Ainsi,
un écoulement limité se produit depuis le conduit 112 vers le passage 120.Un déplacement supplémentaire du noyau vers la gauche place une plus grande gorge 138 en alignement avec le conduit 112 et le passage 120 pour permettre/un plus grand vo- lume d'oxygène de passer de l'un à l'autre,afin d'augmenter le volume d'oxygène s'écoulant dans le passage 120. Farce que la pres- sion dans le réservoir 58,qui est une fonction de son volume,a été réglée à 15 livres par pouce carré et diminue lorsque le réser- voir se vide,tandis que la pression dans la conduite pilote 126 (connectée à la conduite 72)est normalement de 50 livres par pou- t
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ce carré,le noyau 118 se déplacera vers la gauche.
Toutefois, lore- que la pression pilote dans la ligne 72 est relâchée par l'inter- médieire du purgeur 76 dans la soupape de répartition 54,une pres- sion s'établit dans le réservoir 58 et augmente par conséquent dans la chambre 116,par l'intermédiaire du passage 132 et de l'é- tranglement 134,afin de ramener le noyau à la position représentée à la figure 5.
L'évacuation à partir du passage 120 est commandée par l'assemblage de sous-soupape.: 122.La pression pilote dans la conduite 126,qui déplace le noyau 118 vers la gauche tel qu'obser- vé à la figure 5,sert également à ouvrir l'assemblage de sous- soupape;. 122,pour connecter le passage 120 au conduit d'évacua- tion 124.
L'on a représenté à la figure 5 encore une autre soupape 125 connectée entre le passage 120 et le masque l4.La soupape 125 permet une respiration spontanée à travers le masque.
La so@@pe 125 connecte normalement le masque 114 à l'atmosphère, par son passage (non représenté).Toutefois,lorsque la conduite pilote 127 en parallèle avec les conduites 128 et 130 est mise sous pression,la soupape 125 connecte temporairement le passage 124 au masque,do telle sorte que le volume d'oxygène dans le ré- servoir 58 peut être introduit dans les poumons.
L'on se rendra également compte que la vitesse à laquelle le débit volumétrique augmente peut être modifiée en effectuant des changements dans la configuration du noyau 118.
Grâce à des modifications de la configuration du noyau,l'unité peut être amenée à produire n'importe quelle forme d'ondes repré- sentant le volume de gaz de ventilation désiré.
D'après la description qui précède,l'on se rendra compte que quand la conduite pilote 72 dans le circuit de comman- de de la figure 3 est connectée au conduit pilote 126 de la sou- pape de ventilation,la pression dans la conduite 72 amène le noyau
118 à se déplacer vers la gauche, tel qu'observé au dessin,de tel- le sorte que,tout d'abord,une petite quantité d'oxygène s'écoule
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depuis le conduit 112 vers le passage 120 par l'intermédiaire de la gorge 136 et des soupapes de sous-assemblage 122 et 125, vers la conduite 129 La poursuite du déplacement du noyau 118 amène la gorge annulaire plus profonde 138 dans ce noyau à s'aligner avec le passage 120 et le conduit 112 et,par conséquent,
l'on permet à un plus grand volume d'air de s'écouler à travers les soupapes depuis la conduite 112 vers l'orifice de sortie 129.Lors- que le conduit du réservoir 58 est évacué ou lorsque la pression dans ce réservoir 58 tombe en dessous d'une valeur fixée,la soupape pneumatique 111 dans la conduite pilote 66 se ferme afin de modifier la position de la soupape de répartition 54.Le change- . ment dans la position de la soupape 54 relâche la pression dans la conduite pilote 72 et le noyau 118 dans la soupape de ventilation revient à la position représentée du dessin,lorsque la pression s'établit à nouveau dans le réservoir.
D'après la description qui précède, les techniciens en la matière se rendront compte que des modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir du cadre de celle-ci.
Par exemple,aux figures 7 à 11, l'on représenté cinq.autres circuits de pulsations qui peuvent convenir pour l'utilisation dans le circuit de commande de la figure 3.
A la figure 7,l'on a représenté un circuit de pulsations 150 avec une admission 1'2,) lune sortie 154 et deux soupapes commandées pneumatiquement 156 et 158.La soupape comman dée pneumatiquement 156 est normalement ouverte,de telle sorte que l'admission 152 et la sortie 154 sont en communication mutuelle.La soupape 156 commandant la conduite pilote 160 comprend un étranglement 162 et un échappement 164,ce dernier étant oommandé par la seconde soupape pneumatique 158.Cette dernière est normalement ouverte afin de laisser le passage d'échappement 164 ouvert,mais la pression dans la conduite pilote 166 pour la commande de la soupape 158 modifie la position de cette soupape.
En fonctionnement,le circuit de pulsations de la figure 7 agit comme suit primitivement,lorsque l'admission 152
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est connectée à une source de pression,une impulsion est émise à la sortie 154,parce que la soupape 156 est ouverte.En même temps, la conduite pilote 160 est mise sous pression par l'inter- médiaire do son étranglement 162.Toutefois,cette pression ne peut pas être appliquée à la soupape 156 pour modifier son état,par- ce que le purgeur 164 est ouvert.Lorsque la pression s'établit dans la conduite 166,par l'intermédiaire de l'étranglement 168, la soupape 158 est fermée pour obturer le purgeur 164.Par consé- quent,une pression s'établit dans la conduite 160 et,finalement, la position de la soupape 156 se modifie et elle se ferme.Lors- que la soupape 156 est formée,
la pression dans la conduite pi- lote 166 est relâchée,ce qui amène la soupape 158 à s'ouvrir et connecte le purgeur 164 à l'atmosphère.Cet état provoque à son tour un relâchement de la pression dans la conduite pilote 168 et la soupape 156 s'ouvre à nouveau.La capacité des conduites pi-' lotes 160 et 166 commande le rapport entre les parties "d'ouver- ture" et de "fermeture" du cycle et commande la fréquenoe de ce cycle.Plus grande est la capacité de la conduite pilote 166 et plus long est le temps requis pour modifier l'état de la soupape
156 et,par conséquent,la fréquence est réduite.La capacité de la conduite 160 affecte directement le rapport entr les périodes d' "ouverture" et de "fermeture" et affecte indirectement la fré- quence des impulsions.
Un circuit de pulsations pratiquement de base 170 est représenté à la figure 8.Le circuit de pulsations 170 comprend une admission 172,une sortie 174 et une soupape commandée pneu- matiquement 176,qui est normalement ouverte.Une conduite pilote
178 qui comporte un étranglement 180 commande l'état de la sou- pape pneumatique 176.Lorsque la conduite 172 est connectée à une source de pression;la soupape pneumatique 176 normalement ouverte provoque l'émission d'une impulsion à partir de la sortie 174.
. Cette même impulsion charge la conduite pilote 178 qui .finalement provoque la fermeture de la soupape 176.Lorsque la soupape 176 se ferma,la pression est relâchée dans la soupape pilote 178 et
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la soupape 176 s'ouvre à nouveau.La capacité de la conduite pilo- te 178,particulièrement entre la soupape 176 et l'étranglement 180,détermine la fréquence des impulsions.Plus grande est la capacité de la conduite pilote 178 et plus basse est la fréquence do variations.
Le circuit de pulsations 192 représenté à la figure 9 comprend une admission 193,une sortie 194,une soupape pneumatique 196 qui est normalement fermée, une seconde soupape pneumatique 198 qui est normalement ouverte et deux conduites pilote 200 et 202.La soupape 196 est normalement fermée,afin d' interrompre la communication entre l'entrée et la sortie.La soupape pneumatique 198 est normalement ouverte pour permettre à la conduite pilote 202 de se charger et de modifier par conséquent la position de la soupape pneumatique 196.Des étranglements 204 et 206 dane los conduites pilotes remplissent les mêmes fonctions de retard que les étranglements dans les autres circuits de pulsations.
En fonctionnement,lorsque la conduite 192 est connectée à une source de pression,aucune quantité d'oxygène n'est envoyée primitivement à la sortie 194.Toutefois,la conduite pilote 202 se charge et,lorsque la capacité de la conduite est atteinte,la soupape 196 s'ouvre afin d'émettre une impulsion à la sortie.Simultanément,la conduite pilote 200 est chargée et lorsque la pression dans cotte conduite est montée jusqu'à une va- leur sélectionnée,la position de la soupape 198 se modifie et elle se ferme.Lorsque la soupape 198 se ferme,la pression dans la conduite pilote 202 est relâchée,ce qui amène la soupape de commande pneumatique principale 196 à se refermer.Lorsqu'elle se ferme, l'impulsion à la sortie cesse et la conduite pilote 200 est vidée de façon à réauvrir la soupape 198.
Le circuit de pulsations 208 représenté à la figure 10 fait appel à deux soupapes pneumatiques normalement fer- mées2lo et 212.Le circuit comprend également une admission 214, une sortie 216 et une paire de conduites pilotes 218 et 220.
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La conduite pilote 220 est vidée par l'intermédiaire du purgeur 222.
En fonctionnement,lorsque l'admission 214 est connectée à une source de pression,la soupape fermée 210 empêche une impulsion d'être fournie à la sortie 216.Toutefois,la pres- sion dans la conduite pilote 220 s'établit étant donné que le purgeur 222 est fermé par la soupape 212.Lorsque lapression dans la conduite 220 atteint une valeur sélectionnée,la soupape 210 s'ouvre et le circuit émet une impulsion.Simultanément,la ondui- te pilote 218 est chargée pour modifier la position de la soupa- pe 212.
porsque cette dernière s'ouvre,le purgeur 222 est ouvert vers l'atmosphère et la conduite pilote 220 est vidée pour amener la soupape 210 à se fermer.De la sorte,l'impulsion cesse.Les é- tranglements 224 et 226 dans les conduites pilotes 218 et 220 provoquent le même retard de temps que celui produit par les é- tranglements analogues dans les autres circuits de pulsations et la capacité de chacune des conduites pilotes 218 et 220 commande la fréquence des impulsions et les périodes relatives d'"ouver- ture" et de "fermeture" de chaque cycle.
Le circuit de pulsations 228 représenté à la fi- gure Il comprend une entrée 230,une sortie 232,une soupape pneu- matique à quatre voies 234 et une soupape pneumatique normalement fermée 236.La soupape à quatre voies 234 est commandée par une conduite pilote 238 et la soupape 236 est commandée par une con- duite pilote 240.
La soupape pneumatique 234 se trouve normalement dans une position dans laquelle l'admission 230 et la sortie 232 sont connectées ensemble.Par conséquent,lorsque l'entrée 230 est connectée à une source de pression,une impulsion est émise à la sortie 232.Simultanément,une pression s'établit dans la conduite pilote 238,étant donné que son purgeur 242 est fermé par la sou- pape 236.Par conséquent,après une période de temps déterminée par la capacité de la conduite 238 et l'étranglement 244,la sou- pape 234 modifie sa position pour supprimer la communication
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avec la sortie 232 et elle met l'entrée 230 en communication avec , la conduite pilote 240.Après une période déterminée parla capacité de la conduite pilote 240 et l'étranglement 246,
la soupape nor- malement fermée 236 modifie sa position pour mettre le purgeur 242 en communication avec l'atmosphère Ceci supprimela pression dans la conduite pilote 238 et la soupape 234 se déplace à nouveau vers sa position de rappel,dans laquelle l'entrée 230 et la sortie 232 sont en communication mutuelle.
Lors de la sélection des soupapes pneumatiques dans le système,il est important que la pression de fonctionnement de chaque soupape soit indépendante de la pression de l'a- gent circulant à travers cette soupape et n'affecte pas cette prêt sion.Dans le circuit de la figure 3,l'on remarquera que la pression de commande des soupapes pneumatiques 62 et 111 est nettement inférieure à la pression de l'agent circulant à travers ces soupapes.A cause du fait que l'écoulement à travers les conduites doit dans de nombreux cas être essentiellement constant,et parce que des modifications prononcées de la pression pourraient entraîner les conséquences les plus sérieuses,le débit à travers les soupapes doit être indépendant de la pression de commande.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
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The present invention relates to the resuscitator
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t.oa. cardio-puïmoriairt.
An important object of the invention is to offer a resuscitator of small dimensions, autonomous, portable and totally automatic, for the heart and the lungs.
Another important object of the present invention is to provide a pulmonary resuscitation unit which supplies a precise volume of oxygen per cycle, this volume being able to be modified according to the needs * of the particular pay *.
Another important object of the present invention is to provide an Automatic Cardiac Resuscitation Unit which can apply varying amounts of cardiac compressions.
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Snsepft another important part of the pv <t nt ias voution is to offer a l''éan: l. # Ahu; o car41o ...: pu.1JIaQttui'e qui an sur
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that the application of loozygen to the lungs * is interposed between 104 compression aa, xdiaqti.
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used qloro that the p.ti.nt * and transported Always another important purpose d. the pre..nte .111 ... will ion is (flof "provide a pneumatic control circuit for the
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Kncor * a au1; r. important purpose of the pyA <KMit tuvantion is to offer * a pulsation o.u.i4 tie as part of the pneumatic MY8tèlli8, which offers a high degree of safety, which
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requested with a * very great * precision * Yet another important goal of the present * lawatieia tut d ** "*" *** 1 un..o1, tpape dan. 1..rat.- d ventilation. 1tn & d <'uni t4 da rtias. which oonwaasW with precise ion 1. fast * of volume increase #. gas G8 1..aa Ol '.
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Important features of the present invention include the use of a noise .. M1, V); '8 41'UIII &' U.qu. cardiac oqaPA-a8f1Ur and lrrnf.a. on tMt6a4. <tl1.po.'U.t.Un. even 4. "uq; mp ... t1oM" 'Qy: $. "1 MtOMt1 & <MMeot4w the oirculaliion of lteç3rèn from a * source' * tatn vr *! # vantilauï1 pul # oaaire <tt the arxaaur cardia-t 9lh: Ó '..; tl..so that l <t actuation ratio adjusted in 18 J time watr the two valves oo; tt oon4tante The valve switching' -.écou18m, xrt:
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Regulating valves are arranged in the system to control the volume of oxygen introduced for pulmonary ventilation and the load applied by the compressor.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which;
Figure 1 is a perspective view of a cardiac-pulmonary resuscitator made in accordance with the present invention.
Figure 2 shows the unit of Figure 1, used on a patient.
Figure 3 is a schematic view of the pneumatic control circuit mounted in the shoulder elevator shown in Figure 1.
FIG. 4 is a schematic view of a pulsation circuit which constitutes one of the elements of the pneumatic control circuit shown in FIG. 3.
Figure 5 is a schematic view of a pneumatically controlled valve, which is part of the pneumatic control circuit shown in Figure 3.
Figure 6 is a graph illustrating the relationship over time between the pressure applied to a patient's chest via the ventilator, and the action of the cardiac compressor.
Figures 7 to 11 are schematic views of other embodiments of a pulse circuit.
The resuscitator unit shown in Figure 1 comprises a shoulder elevator 10, a cardiac compressor unit 12, a pulmonary ventilation unit 14, and straps 16 for holding the compressor unit 12 in the desired position on the chest. In Figure 2 the assembly is shown used on a patient with units 12 and 14 in place and an oxygen reservoir 18 is shown connected to housing 22 of the shoulder elevator.
The housing 22 is shown in Figure 1 as carrying a pair of oxygen connectors 24
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and 26, one on each side, a lung volume gauge 28, a control knob 30 for changing the volume of ventilation gas sent to the lungs, a gauge 32 for measuring the thrust of the cardiac compressor unit 12, a control knob 34 for modifying the thrust and an on-off switch 36. A handle 38 for carrying the casing 22 is provided with a shallow recess 40 in the upper face, which forms a comfortable support for the patient's head.
The pneumatic circuit shown in Figure 3 is mounted inside the housing 22 of the shoulder elevator 10. The circuit. Shown includes inlets 24 and 26 which are combined in a double shut-off valve 42. one of the inlets is connected to the oxygen tank and when this tank runs out a second tank can be connected to the other inlet. Since oxygen is usually used, the description given -after will mention this as a gas in the system, but A1 should be understood that other gases can be used. From the shut-off valve, the oxygen in the circuit passes through a filter 44 and a stop and pass valve 46,
then it is distributed in a pair of conduits 48 and $ 0. A pressure regulating valve 52 is provided in the conduit 48 and supplies constant pressure at its outlet.
A pneumatically controlled valve 54 is connected to the end of line 48 and serves to supply compressed oxygen to a pulsation circuit 56, a reservoir 58 and to the pilot side of a vent valve 60, controlled. The pulsation circuit 56 is in turn connected at its output to the pilot side of another pneumatically controlled valve 62 and a combination of valve and meter 64.
The combination of valve and meter 64 is in a pilot line 66 which controls the operation of the first pneumatically controlled valve 54. and Line 50 beyond the passage shutoff valve 46 sends oxygen through the valve. ordered
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pneumatically 62, the pilot line 68 of which is connected to the output 78 of the pulsation circuit 56. In FIG. 5, the mask 14 and the cardiac compressor 12 are shown connected to the outputs of the pneumatically controlled ventilation valve 60! ment and the pneumatically controlled valve 62, respectively - As shown in Figure 1,
these elements are located outside the casing 22 and they are connected to this casing by pipes 69 and 70.
Before describing in detail the control circuit shown in Figure 3, we will now describe the existing relationship. both between operation of the pulmonary ventilation unit and of the cardiac compression unit. The most effective rate for external cardiac compression to maintain a high mean blood pressure was determined to be approximately 60 compressions. per minute the most effective rate for pulmonary ventilation has been determined to be approximately 12 ventilations per minute. A cardiopulmonary resuscitator to be effective must reproduce this ratio.
pressure is applied to the chest by the compressor unit 12 five times for each time the lungs are ventilated by sending oxygen therethrough through unit 14. It is also important that the oxygen is sent to the lungs between the applications of pressure to the chest which are exerted by unit 12. This is to say that the pressure applied externally to the chest must not be directly opposed by the oxygen under pressure in the lungs These ratios are shown in the graph of Figure 6, where the time has been plotted against the pressure exerted by the resuscitator. In the graph, the T peaks represent four thrusts exerted on the chest by the unit 12.
Peak V represents the volume of oxygen introduced into the lungs through the ventilator unit 14. It will be noted in the graph that on the downward side of peak V, i.e. when the oxygen volume in the lungs is relaxed,
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thrust T 'is exerted, so as the lungs axpulse oxygen the fifth thrust T' is applied to the chest and the height of the peak T 'represents the accumulated pressure of the thrust exerted by the unit 12 and residual wreckage in the lungs after the ventilation peak * It can also be seen in Figure 6 that the ventilation gas volume does not increase in a straight line,
but on the contrary, this increase is gradual, in particular at the start of ventilation. Oxygen is introduced: initially at a low flow rate in the lungs and the volume then increases at a faster rate, until the maximum volume is reached * This characteristic is represented by the curved section of the graph surrounded by a circle at the. figure 6 This gradual introduction of oxygen into the lungs is achieved by means of the special ventilation valve 60.
Returning now to the circuit shown in fig-) 3, it is evident that an oxygen tank can be connected to either of the inlets 24 and 26, and to the double valve of Stop 42 sends oxygen through filter 44. Stop and pass valve 46 controlled by button 36 on housing 22 is used to stop or start the system.
The output of valve 46 which connects to line 48 is controlled by pressure control valve 52 which causes a reduction in system pressure in all lines which receive oxygen from that point. Typically, the oxygen tank through which the system is supplied is set to 90 pounds per square inch and the pressure control valve 52 can reduce the pressure in the line 48 to 50 pounds per square inch. Thus, in line 48 and in the system it controls the pressure does not exceed 50 pounds per square inch, while in line 50 the pressure is 90 pounds per square inch.
The pneumatically controlled diverter valve 54 ultimately connects line 48 to either of the
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two lines 70 and 72. Under normal conditions, that is to say in the return position, the valve 54 connects the line 48 to the line 70 and it is only when the pilot line 66 is pressurized that the position of the valve 54 is changed to connect the line 48 to the line 72. The lines 70 and 72, when not connected to the line 48, are connected to the atmosphere by means of traps 74 and 76, respectively.
When line 70 is connected to the 50 psi pressure source through the distribution valve 54, the pulsation circuit 56 is activated and sends to its output 78 sixty pulses per minute or so. other rate c '@@ enable selected * (the pulse circuit shown in FIG. 4 will be described in more detail below), At the same time as the pulse circuit 56 is implemented, the reservoir 58 which is located inside the casing 22 is filled via the line 80 and the pressure regulator 82.The valve 82 can be manually adjusted using a knob 30 shown in Figure 1, in order to control the volume of oxygen stored in reservoir 58.
The ventilation valve 60, which is normally closed, prevents oxygen in the tank 58 from escaping to the ventilation unit 14. However, the ventilation valve 60 which is also described in more detail hereinafter in connection with the figure. 5, opens when line 72 (which serves as a pilot for this valve) receives oxygen from distribution valve 54.
This amounts to saying that when the distribution valve 54 changes its position so that the line 48 is connected to the pilot line 72, the reservoir 58 no longer receives oxygen from the line, but its contents are at Conversely, sent through valve 60 to ventilation unit 14. The position of valve 54 is controlled by
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the pilot line 66 which is in turn connected to the output 78 of the pulsation circuit 56 * The combination of meter and valve 64 which is not per se of the present invention counts each of the pulses emitted by the pulsation circuit 56 and, when a given number of pulses &. been registered,
meter valve 64 allows a pulse to be sent into pilot line 66 to change the position of valve 54.
The impulse passing through line 66, as indicated above, changes the position of valve 54 so that it does not connect conduit passes 48 and 70, but instead lines 48 and 72.
The output 18 of the pulsation circuit 56 is also connected by the pilot line 68 t to the pneumatic valve 62. Each pulse emitted by the circuit 56 opens the pneumatic valve 62 and allows the line 50 to send pressurized oxygen to the cardiac compressor unit 12. A pressure regulator 82 in line 50 is controlled by control knob 34 on housing 22, so that the push-button The force exerted by the piston and cylinder unit of the cardiac compressor can be changed *
It will be appreciated from the above description that the counter 64 establishes the basic rate ratio between the pulmonary ventilator 14 and the cardiac compressor 12.
While the pulsation circuit 56 opens the valve 62 with each pulse of the circuit 56, the counter 64 in the pilot circuit 66 allows the distribution valve 54 to change its position only once in five. pulses of circuit 56.
The pulsation circuit 56 is shown in detail in Figure 4 Note that the extent of the pulsation circuit shown in Figure 4 is limited by line 70 (pulse input) and the output of the pulse circuit. 78. For the purpose of this description, it will be assumed that the line 70 is constantly connected to a source of pressurized oxygen. A distribution valve 86, which is pneumatically controlled.
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only by a pilot line 88, is recalled to a position s in which its input 90 is connected to the pulse output 78.
This is to say that unless the position of the distribution valve 86 is changed, the line 70 will be continuously connected to the pulse output 78 through the valve 86.
Pilot line 88 is controlled by pneumatic valve 92. Pneumatic valve 92, normally closed when opened, allows compressed air to flow through. through the pilot line 88 in order to change the position of the distribution valve $ 6, in order to in turn connect the inlet 90 to the line 94 and to break the connection between the inlet 90 and the pulse outlet 78 A delay in the form of a resistor 96 is provided in the pilot line 88 to delay the change in position of the distribution valve 86 after the opening of the valve 92. In the absence of the resistor 96,
valve 86 would open immediately upon opening valve 92. The necessity of this delay will become apparent from the subsequent description of the pulsation circuit. *
A second flow resistor 98 is provided in the circuit in the pilot line 100 which connects the line 90 to the pilot of the normally closed pneumatic valve 92. Therefore, the pressure in the line 90 does not instantly open the valve 92. rather, there is a delay in opening valve 92 after line 90 receives pressurized oxygen from line 70.
The build-up of pressure in line 100 for opening valve 92 is in turn controlled by a pneumatic valve 102 which, when opened, opens trap 104 to allow pressure in the valve. line 100 from escaping through valve to exhaust 106. When valve 102 is closed, trap 104 is closed and the pressure in the line
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loO accumulates to open valve 92;
The pneumatic valve 102 is in turn controlled by a pilot line 108 which contains a flow resistor 110. The function of the resistor 110 will be apparent from the following description of the operation of the pump circuit.
When line 70 is connected to a pressure source, such as an oxygen tank, oxygen flows from - then line 70 through line 87 to inlet 90 of the distribution valve 86 and escapes through the pulsation outlet 76 Simultaneously, pressure builds up in the pilot line 100 and, after a period of delay, the pneumatic valve 92 opens. When the valve 92 in the pilot line 88 opens, after a delay, the position of the valve 86 'changes so that the pulse output 78 is blocked and the distribution valve 86 sends oxygen through the pilot line 108 The valve 92, however,
remains open until line 108 has filled and applies pressure of a determined magnitude to second pneumatic valve 102. Resistance 110 and volume as determined by the length of line 108 control duration of the time delay between the opening of the distribution valve 86 to the line 94 and the opening of the valve 102.
102 opens, the pressure in the pilot line 100 is immediately released through the bleeder 104 and the pneumatic valve 92 closes. Closing the valve 92 immediately changes the position of the distribution valve 86 to put the intake pipe 70 again in communication with the pulse output 78,
through line 87, inlet 90, and bypass valve, and the cycle is repeated continuously until line
70 is disconnected from the pressure source.
It will be noted in Figure 4 that a shut-off valve 107 forms a bypass around resistor 110, in the direction extending from line 108 to valve.
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86. Shut-off valve 107 allows the pressure in line 108 to release instantaneously to allow valve 102 to close. In the absence of the shut-off valve, a delay in recirculation would occur of valve 92, because resistor 110 would delay the reduction of pressure in line 108 to allow purge valve 102 to close.
The volume of conduit 108 and the magnitude of restriction or resistance 110 directly affect the relationship between the "open" and "close" times of pulses. If the magnitude of resistor 110 increases and / or if the volume of the pilot line 108 increases, it will take a longer period of time to open the normally closed valve 102 in order to cause the valve 92 to close. Thus, the ratio of the "open" times. and pulse "close" can be changed. Restriction 98 and the length of pipe 100 also control the ratio of the "open" and "close" periods of each cycle. If the resistance98 and the volume of the line 100 increase, the length of time required to open valve 92 increases,
which in turn lengthens the period during which a pulse is emitted from the distribution valve 86. These elements therefore indirectly affect the frequency of the pulses but more directly control the relationship between the "open" and "close" periods. To directly modify the frequency of the pulses, the conduit 109 can be modified.
If this duct is replaced by a larger capacity duct, the time required for the repair valve 86 to change position will be increased in order to directly increase the time required for each cycle *
The very simple pulsation circuit shown in Figure 4 serves to control the opening of valve 62 which in turn controls the cardiac compression unit 12 and also serves to operate the valve and counter combination 64 which , with the pilot line 66f controls the position
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of the distribution valve 54. It will also be appreciated from the foregoing description that when the line 72 is connected to the line 48 through the repair valve 54,
so that oxygen is supplied to the ventilation unit 14, the pulse circuit 70 is temporarily inactive.
FIG. 3 shows yet another pneumatically controlled valve 111, which is disposed in the pilot line 66, while the pilot line 113 which controls the position of the pneumatic valve 111 is connected to the reservoir 58. 111 is normally maintained in the open position, since the pressure in the reservoir 58 serves as pilot pressure to fill the pilot line 113. However, when the pressure in the reservoir 58 is released, such as when its contents are sent to the ventilation valve 60, the pressure in the line 113 decreases and the valve 111 is closed.
Therefore, when the line 72 is connected to the source of oxygen and opens the valve. ventilation valve 60 and the contents of the reservoir 58 are discharged; the valve 111 in the pilot line 66 closes to again change the position of the distribution valve 54, so that the lines 48 and 70 are brought into communication. 'with each other and the pilot line 72 is purged through the exhaust 76. In this way the cycle of the distribution valve 54 is completed.
The ventilation valve 60, shown in Figure 5, as previously indicated, controls the rate at which volume is discharged to the ventilation unit 14 and more specifically produces the curve in the graph of Figure 6, which is circled in a circle at the start of the ventilation pulse. The valve comprises an intake duct 112 connected in FIG. 3 to the line 114 which sends a volume of oxygen from the reservoir 58 to the valve. The duct 112 empties into a cylindrical chamber 116 inside the valve housing
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and a core 118 can move back and forth within the chamber 116. In the position shown, the core 108 interrupts the connection between the intake duct 112 and a passage 120 which,
in turn, is connected by a sub-valve assembly 122 to an exhaust duct 124.
The position of the core 118 in the chamber 116 is controlled by a pilot duct 126 formed in the housing (not shown) and which is designed to be connected to the pilot duct 72 shown in FIG. 3. The pilot duct 126 is connected, by through a passage 128, to the right chamber 117 and the pilot conduit is connected, via a second conduit 130, to the sub-valve assembly; .122.
Pilot pressure introduced into the chamber to the right of core 118 from line 126 displaces that core to the left. This movement of core 118 into chamber 116 is retarded, however, by the exhaust passage 132 connected between it. The left end of the chamber 116 and the intake duct 112 and which contains a resistor 134. The restricted orifice or resistor 13 in the exhaust duct 132 limits the speed at which the core 118 can move towards. the left under the influence of pilot pressure in line 128. As core 118 moves to the left, a first small circular groove 136 in core 118 aligns with intake duct 112 and passage 120 and are used to put in communication with each other.
limited flow occurs from conduit 112 to passage 120. Further displacement of the core to the left places a larger groove 138 in alignment with conduit 112 and passage 120 to allow more oxygen. to switch from one to the other, in order to increase the volume of oxygen flowing in the passage 120. Stuff that the pressure in the reservoir 58, which is a function of its volume, has been adjusted to 15 pounds per square inch and decreases as the tank empties, while the pressure in pilot line 126 (connected to line 72) is normally 50 pounds per inch
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this square, the core 118 will move to the left.
However, when the pilot pressure in line 72 is released through trap 76 in distribution valve 54, pressure builds up in reservoir 58 and therefore increases in chamber 116. through passage 132 and throttle 134, in order to return the core to the position shown in Figure 5.
Evacuation from passage 120 is controlled by the sub-valve assembly: 122. Pilot pressure in line 126, which moves core 118 to the left as seen in Figure 5, is used. also to open the sub-valve assembly ;. 122, to connect the passage 120 to the exhaust duct 124.
Shown in Figure 5 is yet another valve 125 connected between the passage 120 and the mask 14. The valve 125 allows spontaneous breathing through the mask.
The so @@ pe 125 normally connects the mask 114 to the atmosphere, through its passage (not shown). However, when the pilot line 127 in parallel with the lines 128 and 130 is pressurized, the valve 125 temporarily connects the passage 124 to the mask, so that the volume of oxygen in reservoir 58 can be introduced into the lungs.
It will also be appreciated that the rate at which the volumetric flow rate increases can be altered by making changes in the configuration of the core 118.
By changes in the configuration of the core, the unit can be made to produce any waveform representing the volume of vent gas desired.
From the foregoing description, it will be appreciated that when the pilot line 72 in the control circuit of Figure 3 is connected to the pilot line 126 of the ventilation valve, the pressure in the line 72 bring the core
118 to move to the left, as observed in the drawing, so that, first of all, a small quantity of oxygen flows
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from conduit 112 to passage 120 through groove 136 and sub-assembly valves 122 and 125, to conduit 129 Continued movement of core 118 brings annular groove 138 deeper into this core to s 'align with the passage 120 and the duct 112 and, therefore,
a greater volume of air is allowed to flow through the valves from the line 112 to the outlet 129. When the conduit of the reservoir 58 is vented or when the pressure in this reservoir 58 falls below a fixed value, the pneumatic valve 111 in the pilot line 66 closes in order to modify the position of the distribution valve 54. When the position of the valve 54 releases the pressure in the pilot line 72 and the core 118 in the ventilation valve returns to the position shown in the drawing, when the pressure is again established in the reservoir.
From the foregoing description, those skilled in the art will appreciate that modifications can be made to the invention without departing from the scope thereof.
For example, in Figures 7-11, five other pulse circuits are shown which may be suitable for use in the control circuit of Figure 3.
In Figure 7 there is shown a pulsation circuit 150 with an inlet 1'2, 1 outlet 154 and two pneumatically controlled valves 156 and 158. The pneumatically controlled valve 156 is normally open, so that the The inlet 152 and outlet 154 are in communication with each other. The valve 156 controlling the pilot line 160 includes a throttle 162 and an exhaust 164, the latter being controlled by the second pneumatic valve 158, the latter is normally open to allow passage. exhaust 164 open, but the pressure in the pilot line 166 to control the valve 158 changes the position of this valve.
In operation, the pulsation circuit of Figure 7 acts as follows originally, when the inlet 152
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is connected to a pressure source, a pulse is output 154, because valve 156 is open. At the same time, pilot line 160 is pressurized through its throttle 162. However, this pressure cannot be applied to the valve 156 to change its state, because the trap 164 is open. When pressure builds in the line 166, through the throttle 168, the valve 158 is closed to seal the bleeder 164. As a result, pressure builds up in the line 160 and, eventually, the position of the valve 156 changes and closes. When the valve 156 is formed,
the pressure in the pilot line 166 is released which causes the valve 158 to open and connects the trap 164 to the atmosphere. This in turn causes a release of the pressure in the pilot line 168 and valve 156 opens again. The capacity of the pilot lines 160 and 166 controls the ratio of the "open" and "close" parts of the cycle and controls the frequency of that cycle. the capacity of the pilot line 166 and longer is the time required to change the state of the valve
156 and hence the frequency is reduced. The capacity of the conduit 160 directly affects the relationship between the "open" and "close" periods and indirectly affects the pulse frequency.
A substantially basic pulsation circuit 170 is shown in Figure 8. The pulsation circuit 170 includes an inlet 172, an outlet 174, and a pneumatically controlled valve 176, which is normally open.
178 which has a throttle 180 controls the state of pneumatic valve 176. When line 172 is connected to a pressure source; normally open pneumatic valve 176 causes a pulse to be emitted from output 174 .
. This same impulse charges the pilot line 178 which ultimately causes the valve 176 to close. When the valve 176 closes, the pressure is released in the pilot valve 178 and
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valve 176 opens again. The capacity of pilot line 178, particularly between valve 176 and throttle 180, determines the frequency of the pulses. The greater the capacity of pilot line 178 and the lower the pulse rate. the frequency of variations.
The pulsation circuit 192 shown in Figure 9 includes an inlet 193, an outlet 194, a pneumatic valve 196 which is normally closed, a second pneumatic valve 198 which is normally open, and two pilot lines 200 and 202. The valve 196 is normally closed. closed, in order to interrupt communication between the inlet and the outlet. The pneumatic valve 198 is normally open to allow the pilot line 202 to take charge and consequently to change the position of the pneumatic valve 196. 206 in the pilot lines fulfill the same delay functions as the throttles in other pulsation circuits.
In operation, when the line 192 is connected to a pressure source, no amount of oxygen is initially sent to the outlet 194; however, the pilot line 202 charges and, when the capacity of the line is reached, the valve 196 opens in order to emit a pulse at the outlet. Simultaneously, the pilot line 200 is loaded and when the pressure in this line rises to a selected value, the position of the valve 198 changes and When the valve 198 closes, the pressure in the pilot line 202 is released causing the main pneumatic control valve 196 to close. When it closes, the output pulse ceases and pilot line 200 is emptied so as to deplete the valve 198.
The pulsation circuit 208 shown in Figure 10 uses two normally closed pneumatic valves 212 and 212. The circuit also includes an inlet 214, an outlet 216 and a pair of pilot lines 218 and 220.
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The pilot line 220 is emptied through the trap 222.
In operation, when the inlet 214 is connected to a pressure source, the closed valve 210 prevents a pulse from being supplied to the outlet 216. However, the pressure in the pilot line 220 builds up as the trap 222 is closed by valve 212. When the pressure in line 220 reaches a selected value, valve 210 opens and the circuit pulses. At the same time, pilot wave 218 is loaded to change the position of the valve. - pe 212.
When the latter opens, the trap 222 is opened to atmosphere and the pilot line 220 is emptied to cause the valve 210 to close. In this way, the impulse ceases. The chokes 224 and 226 in the Pilot lines 218 and 220 cause the same time delay as that produced by analogous throttles in the other pulse circuits and the capacitance of each of the pilot lines 218 and 220 controls the frequency of the pulses and the relative open periods. - ture "and" closure "of each cycle.
The pulsation circuit 228 shown in Figure It comprises an inlet 230, an outlet 232, a four-way pneumatic valve 234 and a normally closed pneumatic valve 236. The four-way valve 234 is controlled by a pilot line. 238 and valve 236 is controlled by a pilot line 240.
The pneumatic valve 234 is normally in a position in which the inlet 230 and the outlet 232 are connected together, therefore when the inlet 230 is connected to a pressure source, a pulse is output to the outlet 232. pressure builds up in the pilot line 238, as its trap 242 is closed by the valve 236. Therefore, after a period of time determined by the capacity of the line 238 and the throttle 244, the valve 234 modifies its position to suppress communication
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with the output 232 and it puts the input 230 in communication with, the pilot line 240. After a period determined by the capacity of the pilot line 240 and the throttle 246,
the normally closed valve 236 alters its position to put the trap 242 in communication with the atmosphere This relieves the pressure in the pilot line 238 and the valve 234 moves again to its return position, in which the inlet 230 and the output 232 are in mutual communication.
When selecting the pneumatic valves in the system, it is important that the operating pressure of each valve is independent of the pressure of the agent flowing through that valve and does not affect this readiness. of Figure 3, it will be noted that the control pressure of the pneumatic valves 62 and 111 is significantly lower than the pressure of the medium flowing through these valves. Because of the fact that the flow through the lines must in in many cases be essentially constant, and because pronounced changes in pressure could have the most serious consequences, the flow through the valves must be independent of the control pressure.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
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