RU2551884C1 - Artificial pulmonary ventilation device - Google Patents

Artificial pulmonary ventilation device Download PDF

Info

Publication number
RU2551884C1
RU2551884C1 RU2015100223/93A RU2015100223A RU2551884C1 RU 2551884 C1 RU2551884 C1 RU 2551884C1 RU 2015100223/93 A RU2015100223/93 A RU 2015100223/93A RU 2015100223 A RU2015100223 A RU 2015100223A RU 2551884 C1 RU2551884 C1 RU 2551884C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
patient
ventilation
valve
exhalation
lungs
Prior art date
Application number
RU2015100223/93A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Воробьев
Original Assignee
Александр Александрович Воробьев
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 Александр Александрович Воробьев filed Critical Александр Александрович Воробьев
Priority to RU2015100223/93A priority Critical patent/RU2551884C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2551884C1 publication Critical patent/RU2551884C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: artificial ventilation device contains an inhalation gas generator connected to the flow rate regulator with means for communication with the patient via the rotameter by a low pressure line and an electromagnet valve controlling gas mixture flow direction into the atmosphere or into the patient's lungs. The valve is installed on the exhalation hose and connected to the square-pulse generator and to the computer with the help of corresponding cables. The electronic regulator is represented by a square-pulse generator. The pulses frequency corresponds to that of breathing cycles; pulse relative duration corresponds to that of inhalation and exhalation. The device is equipped with software with a data base and a controller blocking the valve actuating.
EFFECT: design improvement.

Description

Устройство для искусственной вентиляции лёгких, которое содержит газовый генератор вдоха, соединенный с генератором прямоугольных импульсов линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости газотока и со средством связи с пациентом, электромагнитный клапан как регулятор направленности потока дыхательного газа или в атмосферу, или в легкие пациента, установленный на шланге выдоха и средством связи с пациентом через ротаметр с регулятором скорости потока, и шланг вдоха, которое отличается тем, что оснащено програмным обеспечением с базой данных и контролером, что блокирует включение клапана, а за электронный регулятор взят генератор прямоугольных импульсов, у которого частота импульсов за минуту соответствует частоте дыхательных циклов за минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха.A device for artificial ventilation of the lungs, which contains a gas generator of inspiration, connected to the rectangular pulse generator by a low pressure line through a rotameter with a gas flow rate regulator and with a means of communication with the patient, an electromagnetic valve as a regulator of directivity of the flow of respiratory gas into the atmosphere or into the patient’s lungs, mounted on the exhalation hose and means of communication with the patient through a rotameter with a flow rate regulator, and an inhalation hose, which differs in that it is equipped with software cheniem the database, and a controller that disables switching valve, and an electronic controller for the rectangular pulse generator is taken in which the frequency of the pulses per minute corresponds to a frequency of the respiratory cycles per minute and the duty cycle corresponds to the duration of inhalation and exhalation.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственной вентиляции лёгких в госпитальных или внегоспитальных условиях использования.The invention relates to medical equipment, namely to mechanical ventilation apparatus in a hospital or out-of-hospital environment.

Ближайшим аналогом предложенного изобретения является устройство для искусственной вентиляции лёгких (патент Украины №1362 Cl, А61Н 31/02, 1994) который имеет газовый генератор вдоха, соединенный линией низкого давления со средством связи с пациентом, в свою очередь соединенным через электромагнитным клапаном выдоха с атмосферой, электронный регулятор, дополнительные средства связи с пациентом, установленные в соответствующих линиях низкого давления, блок ротаметров с регуляторами потока, установленные в линиях высокого давления сменными клапанами для искусственной нормо-частотной вентиляции и установленные на шлангах выдоха регуляторы потока по числу средств связи с пациентами, а оснащенные канюлями для высокочастотной вентиляции входы электромагнитных клапанов выдоха и сменных клапанов, которые являются управляющими, соединены с выходами электронного регулятора.The closest analogue of the proposed invention is a device for artificial ventilation of the lungs (Ukrainian patent No. 1362 Cl, A61H 31/02, 1994) which has a gas inspiratory generator connected by a low pressure line to a patient communication device, which in turn is connected through an electromagnetic exhalation valve to the atmosphere , electronic regulator, additional means of communication with the patient, installed in the corresponding low pressure lines, a flowmeter unit with flow regulators, installed in the high pressure lines with replaceable cells apans for artificial standard-frequency ventilation and flow regulators installed on the exhalation hoses according to the number of means of communication with patients, and the inputs of the exhalation electromagnetic valves and replaceable valves, which are control, equipped with cannulas for high-frequency ventilation, are connected to the outputs of the electronic controller.

Признаками ближайшего аналога, которые совпадают с существенными признаками изобретения, является наличие в устройстве для искусственной вентиляции лёгких газового генератора вдоха, соединенного линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости потока и со средством связи с пациентом, регулятора направленности потока, установленного на шланге выдоха электромагнитного клапана выдоха (соленоидного типа), соединенного с выходом электронного регулятора (генератора прямоугольных импульсов).Signs of the closest analogue, which coincide with the essential features of the invention, is the presence in the device for artificial ventilation of the lungs of a gas inspiration generator connected by a low pressure line through a rotameter with a flow rate regulator and to a patient communication means, a directional flow regulator mounted on the exhalation hose of the electromagnetic valve exhalation (solenoidal type) connected to the output of an electronic controller (rectangular pulse generator).

Техническим результатом предложенного изобретения является повышение уровня контроля эффективности искусственной вентиляции лёгких, снижение затрат труда на установку и эксплуатацию, упрощение эксплуатации устройств при смене не просто параметра вентиляции, а целой программы с учетом динамики процесса. С улучшением состояния увеличивается номер программы (снижается частота аппаратной вентиляции и растет соотношение вдох-выдох увеличивая паузы для самостоятельного дыхания.The technical result of the proposed invention is to increase the level of monitoring the effectiveness of artificial lung ventilation, reduce labor costs for installation and operation, simplify the operation of devices when changing not just the ventilation parameter, but the whole program, taking into account the dynamics of the process. As the condition improves, the program number increases (the frequency of hardware ventilation decreases and the inspiratory-expiratory ratio increases, increasing pauses for independent breathing.

Причинами, затрудняющими достижение технических результатов при использовании ближайшего аналога являются:The reasons that impede the achievement of technical results when using the closest analogue are:

- необходимость двойного обеспечения клапанами (для нормо-частотной и высокочастоной вентиляции с двумя линиями давлений низкого и высокого);- the need for double provision with valves (for standard-frequency and high-frequency ventilation with two low and high pressure lines);

- необходимость смен линий разного давления (высокого и низкого);- the need to change lines of different pressures (high and low);

- необходимость большого количества специализированного медперсонала высокой квалификации для контроля и техники и самих пациентов высокого риска баротравмы лёгких в процессе вентиляции.- the need for a large number of specialized medical staff of high qualification for monitoring both the equipment and the patients themselves at high risk of lung barotrauma during ventilation.

В основу заявленного изобретения поставлены задачи.The basis of the claimed invention posed tasks.

1. Усовершенствование устройства для искусственной вентиляции лёгких за счет упрощения системы вентиляции, системы программированного управления.1. Improvement of the device for artificial lung ventilation by simplifying the ventilation system, the programmed control system.

2. Обеспечить выполнение дыхательной аппаратной поддержки в соответствии с динамикой процесса восстановления функции самостоятельного дыхания.2. Ensure the implementation of respiratory hardware support in accordance with the dynamics of the process of restoring the function of independent breathing.

Поставленные задачи решены таким образом, что в устройство добавлена микросхема, соединенная и генератором импульсов и клапаном вдоха-выдоха и оснащенная программой выполнения вентиляции и контроля за безопасностью вентиляции.The tasks are solved in such a way that a microcircuit is added to the device, connected by both a pulse generator and an inspiratory-expiration valve and equipped with a program for performing ventilation and monitoring the safety of ventilation.

Между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом существует причинно-следственная связь:Between the totality of the essential features of the invention and the technical result, there is a causal relationship:

Поскольку для выбора параметров вентиляции применен генератор прямоугольных импульсов (закрытие клапана - вдох, а открытие клапана - выдох) легко вычисляется частота вентиляции и временное соотношение вдох-выдох (по скважности импульса). Минутная вентиляция лёгких равна потоку, прошедшему через клапан в легкие при его закрытии. Время вдоха и выдоха (один дыхательный цикл) равно 1 минута/частота вентиляции за минуту. Время вдоха равно времени цикла умноженному на соотношение вдоха к выдоху.Since a rectangular pulse generator is used to select the ventilation parameters (closing the valve is inhalation and opening the valve is exhalation), the ventilation frequency and the temporal ratio of inhalation-exhalation (by pulse duty cycle) are easily calculated. Minute ventilation of the lungs is equal to the flow passing through the valve into the lungs when it is closed. The inspiratory and expiratory time (one breathing cycle) is 1 minute / ventilation frequency per minute. Inspiration time is equal to the cycle time multiplied by the ratio of inspiration to expiration.

Минутный объем вентиляции = скорости газотока × время вдоха. Данный принцип широко известен из специальной литературы.Minute ventilation = gas flow rate × inspiration time. This principle is widely known from specialized literature.

Разовый объем вдоха = минутный объем/частота вентиляции за минуту.One-time inspiratory volume = minute volume / ventilation frequency per minute.

Растяжимость легочной ткани = разовый объем вдоха/давление на вдохе.Lung tissue extensibility = single inspiratory volume / inspiratory pressure.

Давление постоянно контролируется манометром дыхательного контура.Pressure is constantly monitored by a manometer of the respiratory circuit.

Высокая аппаратная растяжимость лёгких при вентиляции опасный фактор и требует мониторирования.High hardware elongation of the lungs during ventilation is a dangerous factor and requires monitoring.

Легочное сопротивление = скорости газотока/растяжимость лёгких. Константа времени = растяжимость лёгких × легочное сопротивление. ЭВМ моментально рассчитывает данные параметры и при опасных параметрах клапан не включается (всплывает окно с опасными параметрами). Только при безопасных параметрах включается система вентиляции. В известных аппаратах искусственной вентиляции лёгких указанных опций нет, что повышает риск их использования.Pulmonary resistance = gas flow rate / lung extensibility. Time constant = lung extensibility × pulmonary resistance. The computer instantly calculates these parameters and, with dangerous parameters, the valve does not turn on (a window with dangerous parameters pops up). Only with safe parameters does the ventilation system turn on. In the known devices of artificial ventilation there are no such specified options, which increases the risk of their use.

Таким образом с введения ЭВМ с программою мониторинга вентиляции возникает возможность безопасного проведения вентиляции лёгких у одного или нескольких новорожденных одновременно, одним спасателем, корости потока что неизвестно из источников литературы по данному вопросу.Thus, with the introduction of a computer with a ventilation monitoring program, it becomes possible to safely conduct lung ventilation in one or several newborns at the same time, by one lifesaver, of the flow rate, which is unknown from the literature on this issue.

Изобретение проиллюстрировано графическим материалом, где указана схема устройства для одного пациента:The invention is illustrated in graphic material, which shows a diagram of a device for one patient:

1. Газовый генератор вдоха.1. Gas inspiratory generator.

2. Ротаметр (с регулятором потока газа в легкие).2. Rotameter (with gas flow regulator into the lungs).

3. Шланг вдоха.3. Inhalation hose.

4. Адаптер-тройник (место связи пациента со шлангами вдоха и выдоха).4. The adapter-tee (the connection between the patient and the inhalation and exhalation hoses).

5. Шланг выдоха.5. The exhalation hose.

6. Клапан на конце шланга выдоха.6. Valve at the end of the exhalation hose.

7. Генератор дающий импульсы (частота которых -частота вентиляции и скважность - соотношение вдоха к выдоху).7. A generator giving pulses (whose frequency is the ventilation frequency and duty cycle is the ratio of inspiration to expiration).

8. Электрокабель, питающий генератор.8. Electrical cable supplying the generator.

Устройство работает таким образом:The device works like this:

- пуск генератора вдоха (открытие крана баллона или системы разводки газа);- start of the inspiratory generator (opening the valve of the cylinder or gas distribution system);

- открытие ротаметра и установка скорости потока газа в легкие (согласно клиническим рекомендациям);- opening the rotameter and setting the gas flow rate into the lungs (according to clinical recommendations);

- имитатор лёгких пациента соединятся с адаптером и шлангами вдоха и выдоха ( к дистальному концу которого крепится клапан), определяется поток газа частота и соотношение;- the patient’s lung simulator will connect to the adapter and the inhalation and exhalation hoses (to the distal end of which the valve is attached), the gas flow is determined by the frequency and ratio;

- пуск программы вентиляции и генератора импульсов и отмечается давление в контуре дыхания (в микросхеме генератора закодировано 15 программ под номерами от 1 до 15 и каждая программа отображает этап вентиляции от полностью управляемой при полном отсутствии самостоятельного дыхания до вспомогательных режимов с уменьшением аппаратной частоты вентиляции и увеличением пауз для прироста самостоятельных вдохов).- start the ventilation program and the pulse generator and the pressure in the breathing circuit is noted (15 programs are encoded in the generator chip under numbers from 1 to 15 and each program displays the ventilation stage from fully controlled in the complete absence of spontaneous breathing to auxiliary modes with a decrease in the hardware ventilation frequency and increase pauses for an increase in independent breaths).

На цифровой шкале генератора отображаются параметры текущей программы и ее номер.On the digital scale of the generator displays the parameters of the current program and its number.

Claims (1)

Устройство для искусственной вентиляции лёгких, которое содержит газовый генератор вдоха, соединенный с генератором прямоугольных импульсов линией низкого давления через ротаметр с регулятором скорости газотока и со средством связи с пациентом, электромагнитный клапан как регулятор направленности потока дыхательного газа или в атмосферу или в легкие пациента, установленный в шланге выдоха, и средством связи с пациентом через ротаметр с регулятором скорости потока и шланг вдоха, отличающееся тем, что оно оснащено программным обеспечением с базой данных и контроллером, что блокирует включение клапана, а за электронный регулятор взят генератор прямоугольных импульсов, у которого частота импульсов за минуту соответствует частоте дыхательных циклов за минуту, а скважность импульсов соответствует длительности вдоха и выдоха. Device for artificial ventilation of the lungs, which contains a gas inspiratory generator connected to a rectangular pulse generator by a low pressure line through a rotameter with a gas flow rate regulator and a means of communication with a patient, an electromagnetic valve as a regulator of directivity of the respiratory gas flow into the atmosphere or into the patient’s lungs in the exhalation hose, and means of communication with the patient through a rotameter with a flow rate regulator and an inhalation hose, characterized in that it is equipped with software communication with the database and the controller, which blocks the valve being turned on, and the rectangular pulse generator is taken as the electronic controller, in which the pulse frequency per minute corresponds to the respiratory cycle frequency per minute, and the pulse duty cycle corresponds to the duration of inspiration and expiration.
RU2015100223/93A 2014-12-28 2014-12-28 Artificial pulmonary ventilation device RU2551884C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100223/93A RU2551884C1 (en) 2014-12-28 2014-12-28 Artificial pulmonary ventilation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100223/93A RU2551884C1 (en) 2014-12-28 2014-12-28 Artificial pulmonary ventilation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2551884C1 true RU2551884C1 (en) 2015-05-27

Family

ID=53294651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015100223/93A RU2551884C1 (en) 2014-12-28 2014-12-28 Artificial pulmonary ventilation device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2551884C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6820613B2 (en) Process and device for controlling the breathing gas supply
CN105980014B (en) Dual pressure sensor patient ventilation's equipment
US10252011B2 (en) System and method for intra-pulmonary percussive ventilation integrated with a ventilator
Galbiati et al. Mechanical ventilator milano (MVM): A novel mechanical ventilator designed for mass scale production in response to the COVID-19 pandemic
US11596755B2 (en) Patient treatment system and monitoring device
JP2017533751A (en) Pressure control during increased cough flow
SE0802624L (en) Procedure for the automatic control of a beating system as well as associated beating device
FI3493870T3 (en) Apparatus for providing percussive ventilation therapy to a patient airway
JP2015518766A (en) Forced intake / exhaust treatment automatic adjustment
CN105944201B (en) A kind of medicinal intelligent ventilator
WO2021207183A1 (en) Software-defined ventilator platform
BR112017022728A2 (en) artificial ventilation device capable of providing specific ventilation and monitoring to patients receiving cardiac massage
RU2551884C1 (en) Artificial pulmonary ventilation device
US20230166070A1 (en) Mechanical respirator
JP2011030990A (en) Lifesaving navigation device of portable respirator
RU2551883C1 (en) Method for artificial pulmonary ventilation with newborn children under extreme conditions and in emergency clinical situations
JP6684829B2 (en) Artificial ventilation to monitor for missing chest contractions
CN110892486B (en) Ventilator gas delivery inhalation via virtual pressure trigger mechanism
KR101703428B1 (en) Cardiopulmonary resuscitation aid apparatus
WO2010081433A1 (en) Electric control device for animal cardiopulmonary resuscitation
WO2021188909A1 (en) Mechanical ventilator with a fixed number of orifice plates to generate constant flow paths
RU151213U1 (en) RESPIRATORY SIMULATOR
WO2015138924A1 (en) Device for the emulation of a cough in ventilated patients
Galbiati et al. Mechanical Ventilator Milano (MVM): A Novel Mechanical Ventilator Designed for Mass Production in Response to the COVID-19 Pandemic
CN108175917B (en) Cloud server

Legal Events

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

Effective date: 20180610