RU2218081C1 - Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way - Google Patents

Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way Download PDF

Info

Publication number
RU2218081C1
RU2218081C1 RU2002131948A RU2002131948A RU2218081C1 RU 2218081 C1 RU2218081 C1 RU 2218081C1 RU 2002131948 A RU2002131948 A RU 2002131948A RU 2002131948 A RU2002131948 A RU 2002131948A RU 2218081 C1 RU2218081 C1 RU 2218081C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
calculation unit
ventilation
Prior art date
Application number
RU2002131948A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002131948A (en
Inventor
Ю.Ш. Гальперин
В.С. Воронов
М.В. Макаров
Original Assignee
Зао "Вниимп-Вита"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зао "Вниимп-Вита" filed Critical Зао "Вниимп-Вита"
Priority to RU2002131948A priority Critical patent/RU2218081C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2218081C1 publication Critical patent/RU2218081C1/en
Publication of RU2002131948A publication Critical patent/RU2002131948A/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has lung model in particular pneumatic one. One inlet of the model is connected to an opening for attaching patient to artificial lung ventilation apparatus via T-joint. The other inlet is connected to unit for measuring respiratory volume. The unit for measuring respiratory volume has pressure converter, amplifier, analog-to-digital converter multipositional output of which is connected to the second multipositional input of unit for calculating respiratory volume the first multipositional input of which is connected to multipositional output of control unit. The control unit has unit for making parameter input and a unit for processing control signals. Multipositional output of calculator is connected to multipositional input of unit for making artificial lung ventilation apparatus parameter output that has unit for processing output parameters and data display unit. EFFECT: high accuracy of measurements; larger number of measurable parameters. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения дыхательного объема в аппаратах искусственной вентиляции легких (ИВЛ), в т.ч. и в аппаратах с постоянным потоком газа в дыхательном контуре. Изобретение найдет применение при проведении наладки, настройки и испытаний аппаратов ИВЛ. The invention relates to medical equipment, and in particular to devices for measuring tidal volume in mechanical ventilation apparatus (IVL), including and in devices with a constant flow of gas in the respiratory circuit. The invention will find application in the commissioning, tuning and testing of ventilators.

Известно устройство для измерения дыхательного объема легких в аппаратах ИВЛ путем измерения разности наибольшего и наименьшего давлений вдоха в модели легких (см. Международный стандарт ИСО 10651-1, 1993 г., пункт 51.10, рисунок 1). Устройство для измерения дыхательного объема содержит пневматическую модель легких, один вход которой соединен с тройником пациента, а другой - со средством измерения наибольшего и наименьшего давлений вдоха - стрелочным манометром. A device is known for measuring the respiratory volume of lungs in ventilators by measuring the difference between the highest and lowest inspiratory pressures in a lung model (see International Standard ISO 10651-1, 1993, clause 51.10, figure 1). A device for measuring tidal volume contains a pneumatic model of the lungs, one input of which is connected to the patient’s tee, and the other to the means for measuring the highest and lowest inspiratory pressures — an arrow gauge.

Дыхательный объем определяется как произведение разности наибольшего и наименьшего давлений вдоха в модели легких на растяжимость легких:
Vт=ΔР•С,
где Vт - дыхательный объем;
ΔР - разность между наибольшим и наименьшим давлениями вдоха;
С - растяжимость модели легких.
Tidal volume is defined as the product of the difference between the highest and lowest inspiratory pressures in the lung model and lung extensibility:
V t = ΔP • C,
where V t - tidal volume;
ΔР is the difference between the highest and lowest inspiratory pressures;
C is the extensibility of the lung model.

Существенным недостатком известного устройства является низкая точность определения разности давлений, поскольку она определяется визуально по показаниям стрелочного манометра. При значительных величинах частоты вентиляции данное устройство мало пригодно для определения разности давлений в силу того, что стрелочный манометр имеет неудовлетворительные динамические характеристики, а визуальное определение пиковых величин давлений вдоха вносит значительный элемент субъективного восприятия и обуславливает большие погрешности измерения. A significant disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the pressure difference, since it is determined visually from the readings of the gauge. With significant values of the ventilation frequency, this device is not very suitable for determining the pressure difference due to the fact that the dial gauge has unsatisfactory dynamic characteristics, and the visual determination of the peak values of inspiratory pressures introduces a significant element of subjective perception and causes large measurement errors.

Известно устройство для измерения дыхательного объема в аппаратах ИВЛ (патент РФ 2167600, А 61 В 5/091, 27.06.2000 г.), содержащее модель легких, например, пневматическую, один вход которой через соединительный элемент подключен к аппарату ИВЛ, а другой соединен со средством измерения наибольшего и наименьшего давления вдоха, выходы которого подключены к вычислителю дыхательного объема. Настоящее устройство позволяет получать в автоматическом режиме и с достаточно высокой точностью параметры дыхательного объема аппаратов ИВЛ, которые используются для качественной наладки и настройки аппаратов ИВЛ различной модификации. A device for measuring tidal volume in ventilators (RF patent 2167600, A 61 B 5/091, 06/27/2000), containing a model of the lungs, for example, pneumatic, one input of which is connected through the connecting element to the ventilator, and the other is connected with a means of measuring the highest and lowest inspiratory pressures, the outputs of which are connected to a tidal volume calculator. This device allows you to receive in automatic mode and with high accuracy the parameters of the respiratory volume of ventilators, which are used for high-quality adjustment and configuration of ventilators of various modifications.

Существенными недостатками устройства для измерения дыхательного объема аппаратов ИВЛ, описанного в патенте РФ 2167600, является:
- в известном устройстве осуществляется обработка аналогового сигнала, что отрицательно влияет на точность измерений параметров дыхательного объема аппаратов ИВЛ;
- вычисляется только одна характеристика аппаратов ИВЛ - дыхательный объем, тогда как на этапах наладки, настройки и испытаний аппаратов ИВЛ необходимо получать данные в большом количестве различных характеристик;
- отсутствие автоматизации вычислений.
Significant disadvantages of the device for measuring the respiratory volume of ventilators, described in RF patent 2167600, are:
- in the known device the processing of the analog signal is performed, which negatively affects the accuracy of the measurement of the parameters of the respiratory volume of the ventilator;
- only one characteristic of the ventilator is calculated - the tidal volume, while at the stages of setting up, tuning and testing the ventilator, it is necessary to obtain data in a large number of different characteristics;
- lack of automation of calculations.

Настоящее изобретение решает задачу повышения точности, увеличения числа измеряемых характеристик и автоматизации измерения характеристик аппаратов ИВЛ в процессе проведения наладки, настройки и испытаний различных типов и модификаций аппаратов ИВЛ. The present invention solves the problem of increasing accuracy, increasing the number of measured characteristics and automating the measurement of the characteristics of the ventilator during the commissioning, adjustment and testing of various types and modifications of ventilator.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом. The solution of the problem is achieved as follows.

Устройство автоматизированного измерения характеристик аппаратов искусственной вентиляции легких, содержащее модель легких, например, пневматическую, один вход которой через соединительный элемент подключен к отверстию для присоединения пациента к аппарату искусственной вентиляции легких, а другой соединен с блоком измерения дыхательного объема, который включает преобразователь давления, вход которого подключен к входу модели легких, а выход - к входу усилителя, аналого-цифровой преобразователь, и вычислитель дыхательного объема, согласно настоящему изобретению, устройство снабжено блоком управления, который содержит последовательно соединенные устройство ввода параметров и блок обработки управляющих сигналов, своим многоразрядным выходом подключенный к многоразрядному входу вычислителя характеристик аппаратов ИВЛ, и блоком вывода параметров, который содержит блок обработки параметров вывода, многоразрядным входом подключенный к многоразрядному выходу блока вычисления, а своим выходом к входу устройства отображения информации. Согласно изобретению, в блок измерения дыхательного объема веден аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя, а многоразрядный выход - к второму многоразрядному входу блока вычисления характеристик аппаратов ИВЛ. A device for automated measurement of the characteristics of mechanical ventilation apparatuses, containing a pneumatic model, for example, pneumatic, one input of which is connected through a connecting element to the hole for connecting the patient to the mechanical ventilation apparatus, and the other is connected to a tidal volume measuring unit, which includes a pressure transducer, input which is connected to the input of the lung model, and the output to the input of the amplifier, an analog-to-digital converter, and a tidal volume calculator, with According to the present invention, the device is equipped with a control unit, which contains a series-connected parameter input device and a control signal processing unit, connected with a multi-bit output to the multi-bit input of the calculator of the characteristics of the ventilation apparatus, and a parameter output unit, which contains an output parameter processing unit with a multi-bit input connected to multi-bit output of the calculation unit, and its output to the input of the information display device. According to the invention, an analog-to-digital converter is inputted to the tidal volume measuring unit, the input of which is connected to the amplifier output, and the multi-bit output is connected to the second multi-bit input of the unit for calculating the characteristics of the ventilation apparatus.

Согласно изобретению, блок вычисления характеристик аппаратов искусственной вентиляции легких содержит блок калибровки датчика давления, выход которого подключен к входу блока вычисления давления, второй выход которого соединен с входом блока выделения Рмах и Рмин, второй выход которого соединен с входом блока вычисления разности давлений, второй выход которого соединен с первым входом блока вычисления дыхательного объема, второй вход которого подключен к третьему выходу блока вычисления времени цикла, первый вход которого соединен с выходом блока осреднения параметров, второй вход - с третьим выходом блока вычисления Рмах и Рмин, второй выход - с входом блока вычисления вентиляции, а четвертый выход - с входом блока вычисления частоты вентиляции, при этом первые выходы блока вычисления давления, блока выделения Рмах и Рмин, блока вычисления разности, блока вычисления времени цикла, выход блока вычисления дыхательного объема, блока вычисления вентиляции, блока вычисления частоты вентиляции соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами блока вывода параметров.According to the invention, the unit for calculating the characteristics of the artificial lung ventilation apparatus comprises a pressure sensor calibration unit, the output of which is connected to the input of the pressure calculation unit, the second output of which is connected to the input of the allocation unit P max and P min , the second output of which is connected to the input of the pressure difference calculation unit, the second output of which is connected to the first input of the tidal volume calculation unit, the second input of which is connected to the third output of the cycle time calculation unit, the first input of which is connected n with the output of the averaging unit, the second input with the third output of the calculation unit P max and P min , the second output with the input of the ventilation calculation unit, and the fourth output with the input of the ventilation frequency calculation unit, while the first outputs of the pressure calculation unit, unit the allocation of P max and P min , the difference calculation unit, the cycle time calculation unit, the output of the tidal volume calculation unit, the ventilation calculation unit, the ventilation frequency calculation unit are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth, sixth The seventh and seventh inputs of the parameter output block.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности измерения давления в дыхательном контуре, увеличения числа вычисляемых характеристик, а также в обеспечении автоматизированного вычисления основных характеристик аппаратов ИВЛ, что позволяет повысить качество наладки и настройки аппаратов, получать достоверные данные о измеряемых параметрах и существенно сократить время процедуры измерения. The technical result of the present invention is to improve the accuracy of measuring pressure in the respiratory circuit, increase the number of calculated characteristics, as well as to provide automated calculation of the main characteristics of ventilators, which allows to improve the quality of setup and adjustment of devices, to obtain reliable data on the measured parameters and significantly reduce the procedure time measurements.

Сущность изобретения поясняется примером конкретной реализации патентуемого устройства автоматизированного измерения характеристик аппаратов ИВЛ и чертежами, на которых представлено:
фиг.1 - блок-схема устройства;
фиг.2 - блок-схема вычислителя 7;
фиг.3 - укрупненная блок-схема алгоритма работы устройства.
The invention is illustrated by an example of a specific implementation of a patented device for automated measurement of the characteristics of ventilators and drawings, which show:
figure 1 is a block diagram of a device;
figure 2 - block diagram of the calculator 7;
figure 3 is an enlarged block diagram of the algorithm of the device.

Устройство автоматизированного измерения характеристик аппаратов ИВЛ (фиг.1) содержит модель легких 1, например, пневматическую, один вход которой через соединительный элемент (тройник пациента, адаптер, коннектор и т.п. ) в данном случае через тройник пациента 2 подключен к отверстию для присоединения пациента к аппарату ИВЛ, а другой вход соединен с блоком 3 измерения дыхательного объема. Блок 3 измерения дыхательного объема содержит преобразователь давления 4 (датчик давления), вход которого подключен к входу модели легких, а выход - ко входу усилителя 5, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю 6, многоразрядный выход которого подключен ко второму многоразрядному входу вычислителя характеристик аппаратов ИВЛ 7, первый многоразрядный вход которого соединен с многоразрядным выходом блока управления 8. The device for automated measurement of the characteristics of mechanical ventilation devices (Fig. 1) contains a lung model 1, for example, pneumatic, one input of which through a connecting element (patient’s tee, adapter, connector, etc.) in this case is connected through a patient’s tee 2 to the hole for the patient is connected to the ventilator, and the other input is connected to the tidal volume measurement unit 3. Tidal volume measurement unit 3 contains a pressure transducer 4 (pressure sensor), the input of which is connected to the input of the lung model, and the output to the input of amplifier 5, the output of which is connected to analog-to-digital converter 6, whose multi-bit output is connected to the second multi-bit input of the characteristics calculator apparatus IVL 7, the first multi-bit input of which is connected to the multi-bit output of the control unit 8.

Блок управления 8 содержит последовательно соединенные устройство ввода параметров 9 и блок 10 обработки управляющих сигналов. The control unit 8 contains a series-connected device for inputting parameters 9 and a block 10 for processing control signals.

Многоразрядный выход вычислителя 7 подключен к многразрядному входу блока 11 вывода параметров ИВЛ, который содержит последовательно соединенные канал 12 обработки параметров вывода и устройство 13 отображения информации. The multi-bit output of the calculator 7 is connected to the multi-bit input of the ventilator parameters output unit 11, which comprises a channel 12 for output parameter processing and an information display device 13 connected in series.

Вычислитель 7 (фиг.2) содержит блок 14 калибровки датчика давлений, выход которого подключен к входу блока 15 вычисления давления. Первый выход которого подключен к первому входу блока 11 вывода параметров, второй выход - к входу блока 16 выделения Рмах и Рмин. Первый выход блока 16 подключен ко второму входу блока 11, второй выход - к входу блока 17 вычисления разности ΔР, а третий выход - к второму входу блока 20 вычисления времени цикла. Блок 17 вычисления разности ΔР своим первым выходом подключен к третьему входу блока 11, а вторым выходом подключен к первому входу блока 18 вычисления дыхательного объема V. Блок 18 вычисления дыхательного объема своим выходом подключен к пятому входу блока 11 вывода параметров. Блок 20 вычисления времени цикла своим первым входом подключен к блоку осреднения параметров, вторым входом - к третьему выходу блоку 16 выделения макс. и мин. давлений. Выходы блока 20 подключаются следующим образом: первый выход подключен к четвертому входу блока 11 вывода параметров, второй выход подключен к входу блока 21 вычисления вентиляции, который в свою очередь своим выходом подключен к шестому входу блока 11 вывода параметров, третий выход блока 20 подключен к второму входу блока 18 вычисления дыхательного объема, четвертый выход подключен ко входу блока 22 вычисления частоты вентиляции F, который в свою очередь своим выходом подключен к седьмому входу блока 11 вывода параметров.The calculator 7 (Fig. 2) contains a pressure sensor calibration unit 14, the output of which is connected to the input of the pressure calculation unit 15. The first output of which is connected to the first input of the parameter output unit 11, the second output is to the input of the allocation unit 16 of P max and P min . The first output of block 16 is connected to the second input of block 11, the second output is to the input of the difference calculation unit 17 ΔP, and the third output is to the second input of the cycle time calculation unit 20. Unit 17 for calculating the difference ΔР with its first output is connected to the third input of unit 11, and the second output is connected to the first input of unit 18 for calculating tidal volume V. Unit 18 for calculating tidal volume with its output is connected to the fifth input of unit 11 for outputting parameters. Block 20 calculates the cycle time with its first input connected to the block averaging parameters, the second input to the third output of block allocation 16 max. and min pressure. The outputs of unit 20 are connected as follows: the first output is connected to the fourth input of the parameter output unit 11, the second output is connected to the input of the ventilation calculation unit 21, which in turn is connected to the sixth input of the parameter output unit 11, the third output of unit 20 is connected to the second the input of the tidal volume calculation unit 18, the fourth output is connected to the input of the ventilation frequency calculation unit 22, which in turn is connected to the seventh input of the parameter output unit 11 by its output.

Пневматическая модель легких 1 представляет собой герметичный металлический резервуар, размеры которого определяют растяжимость модели. Для обеспечения адиабатического процесса сжатия газа резервуар на 2/3 заполнен материалом с высокой удельной теплоемкостью. Модель легких служит для имитации пациента и является нагрузкой для аппарата ИВЛ (см. ж-л "Новости медицинской техники", ВНИИМП, вып.2, М., 1978 г., стр. 105-108). The pneumatic model of the lungs 1 is a sealed metal reservoir, the dimensions of which determine the extensibility of the model. To ensure the adiabatic process of gas compression, the tank is 2/3 filled with material with a high specific heat capacity. The lung model serves to simulate the patient and is a load for the ventilator (see w-journal "News of medical equipment", VNIIMP, issue 2, M., 1978, pp. 105-108).

Тройник пациента 2 служит для подключения пневматической модели легких 1 к аппарату ИВЛ. Patient 2 tee is used to connect a pneumatic model of the lungs 1 to the ventilator.

Блок 3 измерения дыхательного объема обеспечивает измерение пиковых значений давлений вдоха. В состав блока 3 входят: преобразователь давления 4, который обеспечивает преобразование давления газа в напряжение и может быть выполнен в виде датчика давления Motorola МРХ5010, усилитель 5 обеспечивает усиление сигнала, поступившего с датчика давления, и может быть реализован по известной схеме (Грэм "Проектирование и применение операционных усилителей", "Мир", М., 1974, стр. 227), АЦП 6 обеспечивает преобразование аналогового сигнала в цифровой и выполнено в виде отдельной интегральной схемы (Грэм "Проектирование и применение операционных усилителей", "Мир", М. , 1974 г., стр. 368). Tidal volume measurement unit 3 measures peak inspiratory pressures. Block 3 includes: a pressure transmitter 4, which provides the conversion of gas pressure to voltage and can be made in the form of a Motorola MPX5010 pressure sensor, amplifier 5 provides amplification of the signal received from the pressure sensor, and can be implemented according to the well-known scheme (Graham "Design and the use of operational amplifiers "," Mir ", M., 1974, p. 227), the ADC 6 provides the conversion of an analog signal to digital and is made in the form of a separate integrated circuit (Graham" Design and application of operational amplifiers th "," Mir ", Moscow, 1974, p. 368).

Блок управления 8 обеспечивает установку параметров измерения, а также управление режимами работы устройства. Включает устройство ввода параметров 9, которое может быть реализовано в виде стандартной клавиатуры, например, СК-06 (Testa Standart) и блок 10 обработки управляющих сигналов, который осуществляет обработку сигналов и интерфейс ввода, и может быть реализован в виде микроконтроллера ATMEL (например, AT 8535). The control unit 8 provides the installation of measurement parameters, as well as control of the operating modes of the device. It includes a parameter input device 9, which can be implemented as a standard keyboard, for example, SK-06 (Testa Standart) and a control signal processing unit 10, which performs signal processing and an input interface, and can be implemented as an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535).

Блок 11 вывода параметров обеспечивает обработку и вывод сигналов от блока вычислений. Включает блок 12 обработки параметров вывода, в котором происходит определение и обработка режимов вывода характеристик аппаратов ИВЛ, может быть реализован в виде микроконтроллера ATMEL (например, AT 8535) и устройство отображения информации 13, реализованное в виде ЖКИ алфавитно-цифрового индикатора (например, EL-1602A) или набора из нескольких семи сегментных индикаторов фирмы Kingbright (например, SA04-12GWA). Block 11 output parameters provides the processing and output of signals from the block computing. It includes an output parameter processing unit 12, in which the determination and processing of the output modes of the characteristics of the ventilator apparatus takes place, can be implemented as an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535) and an information display device 13, implemented as an LCD alphanumeric indicator (for example, EL -1602A) or a set of several seven segment indicators from Kingbright (for example, SA04-12GWA).

Вычислитель 7 характеристик аппаратов ИВЛ обеспечивает вычисление характеристик вентиляции и включает:
- блок 14 калибровки датчика давления предназначен для калибровки датчика давления в собранном контуре и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 15 вычисления давления предназначен для вычисления статического давления в контуре и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 16 выделения Рмах и Рмин предназначен для вычисления максимального и минимального давлений и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 17 вычисления разности ΔР предназначен для вычисления разности ΔР=(Рмах - Рмин) и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 18 вычисления дыхательного объема предназначен для вычисления дыхательного объема Vt=ΔР•С и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 19 осреднения параметров предназначен для вычисления заданных характеристик ИВЛ с учетом осреднения по различным параметрам (времени, определенного числа циклов) и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 20 вычисления времени цикла предназначен для вычисления временных характеристик цикла - времени дыхательного цикла Тц, времени вдоха/выдоха и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 21 вычисления вентиляции предназначен для вычисления вентиляции за определенное время (например, минутная вентиляция Vм) и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535);
- блок 22 вычисления частоты предназначен для вычисления частоты вентиляции F и может быть реализован в микроконтроллере ATMEL (например, AT 8535).
The calculator 7 characteristics of the ventilation apparatus provides the calculation of ventilation characteristics and includes:
- the pressure sensor calibration unit 14 is designed to calibrate the pressure sensor in the assembled circuit and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- pressure calculating unit 15 is designed to calculate the static pressure in the circuit and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- block 16 allocation P max and P min designed to calculate the maximum and minimum pressures and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- the difference calculation unit ΔР is intended for calculating the difference ΔР = (Р max - Р min ) and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- the tidal volume calculation unit 18 is intended for calculating the tidal volume V t = ΔP • C and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- Parameter averaging block 19 is designed to calculate the specified ventilation characteristics taking into account averaging over various parameters (time, a certain number of cycles) and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- time calculating unit 20 for calculating the cycle timing cycle - respiratory cycle time T c, inspiratory time / exhalation and can be implemented in a microcontroller ATMEL (e.g., AT 8535);
- the ventilation calculation unit 21 is designed to calculate ventilation for a certain time (for example, minute ventilation V m ) and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535);
- the frequency calculating unit 22 is for calculating the ventilation frequency F and can be implemented in an ATMEL microcontroller (for example, AT 8535).

Конкретная схемотехническая реализация блоков 10, 12, 13, 14-22 содержится в технической документации заявителя. Работа блока 7 вычислителя характеристик аппаратов ИВЛ осуществляется по специальной программе, разработанной заявителем для настоящего устройства (укрупненная блок-схема алгоритма работы устройства приведена на фиг.3). The specific circuitry implementation of blocks 10, 12, 13, 14-22 is contained in the applicant's technical documentation. The operation of block 7 of the calculator of the characteristics of the ventilator is carried out according to a special program developed by the applicant for this device (an enlarged block diagram of the algorithm of the device is shown in figure 3).

Автоматизированное измерение характеристик аппаратов ИВЛ осуществляют следующим образом. Automated measurement of the characteristics of ventilators is as follows.

Один вход пневматической модели легких 1 с помощью соединительного элемента-тройника пациента 2 подключают к отверстию для присоединения пациента к аппарату ИВЛ. Другой вход модели легких 1 соединяют с входом преобразователя давления. В собранном контуре проводят калибровку преобразователя (датчика) давления, В фазе вдоха в преобразователе давления 4 пневматический сигнал преобразуется в аналоговый электрический сигнал и поступает на усилитель 5. Усиленный сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, преобразуется в цифровую форму и по многоразрядному выходу поступает в блок вычислений 7, который являясь программируемым и управляемым, позволяет вычислить все основные характеристики аппаратов искусственной вентиляции легких (см. фиг.3 - алгоритм работы устройства автоматизированного измерения):
- давление Р в контуре, максимальное Рмах и минимальное давление Рмин в дыхательном цикле, разницу давлений ΔР=(Рмах - Рмин), вычисление дыхательного объема Vт=ΔP•C, вычисление времени вдоха/выдоха, времени цикла Тц, вычисление частоты дыхания F, вычисление минутной вентиляции Vм, а также провести осреднение вычисляемых характеристик по желаемому параметру (времени, числу циклов и т.п.). С помощью блока управления 8 осуществляется установка параметров вычислений (растяжимость модели легких С, величина осреднения и т. п. ) и режимов работы устройства. В зависимости от сигналов управления устанавливается желаемый режим, работает соответствующий блок вычислений ( 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22) и вычисленная характеристика попадает в блок вывода параметров ИВЛ 11, где осуществляется индикация ее величины и сопутствующей информации по режиму работы.
One input of the pneumatic model of the lungs 1 using the connecting element of the tee of the patient 2 is connected to the hole for attaching the patient to the ventilator. Another input of the lung model 1 is connected to the input of the pressure transducer. In the assembled circuit, the pressure transducer (sensor) is calibrated. In the inspiratory phase in the pressure transducer 4, the pneumatic signal is converted into an analog electrical signal and fed to amplifier 5. The amplified signal is fed to the input of analog-to-digital transducer 6, converted to digital form and by multi-bit output enters the computing unit 7, which is programmable and controllable, allows you to calculate all the main characteristics of the artificial lung ventilation apparatus (see figure 3 - algorithm of work s automated measurement apparatus):
- pressure P in the circuit, maximum P max and minimum pressure P min in the respiratory cycle, pressure difference ΔP = (P max - P min ), calculation of tidal volume V t = ΔP • C, calculation of inspiratory / expiratory time, cycle time T c , calculation of respiratory rate F, calculation of minute ventilation V m , and also to average the calculated characteristics by the desired parameter (time, number of cycles, etc.). Using the control unit 8, the calculation parameters are set (extensibility of the lung model C, averaging value, etc.) and device operation modes. Depending on the control signals, the desired mode is set, the corresponding calculation unit is working (15, 16, 17, 18, 20, 21, 22) and the calculated characteristic falls into the ventilation parameter output unit 11, where its value and related information on the operation mode are displayed .

Разработанное устройство измерения позволяет получать в автоматизированном режиме с высокой точностью и в цифровой форме большинство характеристик аппаратов искусственной вентиляции легких, что обеспечивает высокое качество наладки, настройки и тестирования аппаратов ИВЛ различной модификации. The developed measuring device makes it possible to obtain in an automated mode with high accuracy and in digital form most of the characteristics of mechanical ventilation apparatuses, which ensures high quality of setup, tuning and testing of ventilation devices of various modifications.

Claims (2)

1. Устройство автоматизированного измерения параметров аппаратов искусственной вентиляции легких, содержащее модель легких, например, пневматическую, один вход которой через соединительный элемент подключен к отверстию для присоединения пациента к аппарату искусственной вентиляции легких, блок измерения дыхательного объема, который включает преобразователь давления, связанный с моделью легких, а выходом подключенный ко входу усилителя, и блок вычисления параметров аппаратов искусственной вентиляции легких, отличающееся тем, что устройство снабжено блоком управления, который содержит последовательно соединенные устройство ввода параметров и блок обработки управляющих сигналов, который многоразрядным выходом подключен к первому многоразрядному входу блока вычисления параметров аппаратов искусственной вентиляции легких, и блоком вывода параметров, который содержит устройство отображения информации и блок обработки параметров вывода, многоразрядным входом подключенный к многоразрядному выходу блока вычисления параметров аппаратов искусственной вентиляции легких, а своим выходом к входу устройства отображения информации, при этом в блок измерения дыхательного объема введен аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя, а многоразрядный выход - к второму многоразрядному входу блока вычисления параметров аппаратов искусственной вентиляции легких.1. A device for automated measurement of parameters of mechanical ventilation apparatuses, containing a lung model, for example, pneumatic, one input of which is connected through a connecting element to the hole for connecting the patient to the artificial lung ventilation apparatus, a tidal volume measuring unit, which includes a pressure transducer associated with the model lungs, and an output connected to the input of the amplifier, and a unit for calculating the parameters of the artificial lung ventilation apparatus, characterized in that The device is equipped with a control unit, which comprises a parameter input device and a control signal processing unit connected in series, which has a multi-bit output connected to the first multi-bit input of the parameter calculation unit for mechanical ventilation apparatuses, and a parameter output unit, which contains an information display device and an output parameter processing unit, a multi-bit input connected to the multi-bit output of the unit for calculating the parameters of the artificial ventilation apparatus egkih and its output to the input of the display device, wherein in the tidal volume measuring unit introduced analogue-digital converter whose input is connected to the output amplifier, and a multi-bit output - to a second multibit input parameter calculation unit ventilator apparatus. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок вычисления параметров аппаратов искусственной вентиляции легких содержит блок калибровки датчика давления, выход которого подключен к входу блока вычисления давления, второй выход которого соединен с входом блока выделения Р мах и Р мин, второй выход которого соединен с входом блока вычисления разности давлений, второй выход которого соединен с первым входом блока вычисления дыхательного объема, второй вход которого подключен к третьему выходу блока вычисления времени цикла, первый вход которого соединен с выходом блока осреднения параметров, второй вход - с третьим выходом блока вычисления Р мах и Р мин, второй выход - с входом блока вычисления вентиляции, а четвертый выход - с входом блока вычисления частоты вентиляции, при этом первые выходы блока вычисления давления, блока выделения Р мах и Р мин, блока вычисления разности, блока вычисления времени цикла, выход блока вычисления дыхательного объема, блока вычисления вентиляции, блока вычисления частоты вентиляции соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами блока вывода параметров.2. The device according to claim 1, characterized in that the unit for calculating the parameters of the artificial lung ventilation apparatus includes a pressure sensor calibration unit, the output of which is connected to the input of the pressure calculation unit, the second output of which is connected to the input of the allocation unit P max and P min, the second output which is connected to the input of the differential pressure calculation unit, the second output of which is connected to the first input of the tidal volume calculation unit, the second input of which is connected to the third output of the cycle time calculation unit, the first input to which is connected to the output of the averaging unit, the second input to the third output of the calculation unit P max and P min, the second output to the input of the ventilation calculation unit, and the fourth output to the input of the ventilation frequency calculation unit, while the first outputs of the pressure calculation unit, the allocation unit P max and P min, the difference calculation unit, the cycle time calculation unit, the output of the tidal volume calculation unit, the ventilation calculation unit, the ventilation frequency calculation unit are connected to the first, second, third, fourth, respectively m, fifth, sixth and seventh input output unit parameters.
RU2002131948A 2002-11-28 2002-11-28 Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way RU2218081C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131948A RU2218081C1 (en) 2002-11-28 2002-11-28 Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131948A RU2218081C1 (en) 2002-11-28 2002-11-28 Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2218081C1 true RU2218081C1 (en) 2003-12-10
RU2002131948A RU2002131948A (en) 2004-05-20

Family

ID=32067167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002131948A RU2218081C1 (en) 2002-11-28 2002-11-28 Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2218081C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712749C2 (en) * 2014-12-23 2020-01-31 Конинклейке Филипс Н.В. Systems and methods for optimizing artificial pulmonary ventilation based on model
RU2725969C2 (en) * 2015-08-07 2020-07-07 Конинклейке Филипс Н.В. Cardiac, cardiopulmonary and/or haemodynamic phenotyping

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Международный стандарт ИСО 10651-1, 1993, п.51.10. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712749C2 (en) * 2014-12-23 2020-01-31 Конинклейке Филипс Н.В. Systems and methods for optimizing artificial pulmonary ventilation based on model
RU2725969C2 (en) * 2015-08-07 2020-07-07 Конинклейке Филипс Н.В. Cardiac, cardiopulmonary and/or haemodynamic phenotyping

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8459261B2 (en) Side-stream respiratory gas monitoring system and method
RU2522969C2 (en) Electronic sphygmomanometer and method for measuring blood pressure
JPH0428350A (en) Spirometer for individual use
US20030141916A1 (en) Apparatus and method for interfacing time-variant signals
US20030191407A1 (en) Spirometer
KR20150013801A (en) Systems, methods and related apparatus for determining physiological parameters
US8352206B2 (en) Method for the signal linearization of a gas sensor output signal
RU2218081C1 (en) Device for measuring artificial lung ventilation apparatus characteristics in automated way
US7819811B2 (en) Detecting medical conditions with noninvasive body probes
US6553818B1 (en) Exhaust flow calibration apparatus and method
RU2210974C2 (en) Device for controlling automated means for measuring arterial blood pressure and heart beat rate
US20060100537A1 (en) Spirometer
JP2740234B2 (en) Lung function tester
CN115920184A (en) Respirator detector calibrating device
CN117347715A (en) Resistance detection circuit and portable resistance detection device
US20120289841A1 (en) Apparatus and calibration method for blood pressure measurement
RU2167600C1 (en) Apparatus for measuring volume of respired gas in ventilators
Kijonka et al. Electronic invasive blood pressure simulator device for patient monitor testing
Cholid et al. Digital Pressure Meter Equipped with Temperature and Humidity
RU2301020C2 (en) Device for checking automated sphygmomanometers
RU2223031C1 (en) Device for controlling automated means for measuring arterial blood pressure and heart beat rate as a set
Miller et al. Rapid determination of dynamic pulmonary compliance and resistance
Geršak et al. Oscillometric virtual instrument for blood pressure measurement
CN110420018B (en) Wrist type electronic sphygmomanometer calibrating device
CN215116009U (en) Moisture measurement circuit and moisture measuring apparatu

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061129