RU2735638C1 - Automatic system of artificial lung ventilation - Google Patents

Automatic system of artificial lung ventilation Download PDF

Info

Publication number
RU2735638C1
RU2735638C1 RU2020119021A RU2020119021A RU2735638C1 RU 2735638 C1 RU2735638 C1 RU 2735638C1 RU 2020119021 A RU2020119021 A RU 2020119021A RU 2020119021 A RU2020119021 A RU 2020119021A RU 2735638 C1 RU2735638 C1 RU 2735638C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
breathing
valve
mixture
control valve
Prior art date
Application number
RU2020119021A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Георгиевич Киселев
Original Assignee
Игорь Георгиевич Киселев
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 Игорь Георгиевич Киселев filed Critical Игорь Георгиевич Киселев
Priority to RU2020119021A priority Critical patent/RU2735638C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2735638C1 publication Critical patent/RU2735638C1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H31/00—Artificial respiration or heart stimulation, e.g. heart massage
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A61M16/206—Capsule valves, e.g. mushroom, membrane valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/208—Non-controlled one-way valves, e.g. exhalation, check, pop-off non-rebreathing valves
    • A61M16/209—Relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/08—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet
    • F16K31/086—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet the magnet being movable and actuating a second magnet connected to the closing element

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, namely to an automatic system of artificial pulmonary ventilation. System consists of a body with an inner chamber for receiving respiratory mixture. System comprises a port for feeding the respiratory mixture into the chamber and a port for feeding the respiratory mixture to the patient. System incorporates a pressure control valve and a breathing control valve integrated into the housing. System is configured to adjust pressure in lungs from 5 to 60 cm of water column. Pressure control valve and breathing control valve coupled with permanent magnets operate as a single component. Breathing valve comprises a body, a cover with holes for outlet of respiratory mixture and a rod moving inside the body and cover in axial direction, the working part of which has the shape of a cone conjugated with the body. On the end of the rod there fixed is a permanent magnet turned by a pole to a opposite pole of a permanent magnet fixed at the end of the pressure regulator. Pressure regulator is made with possibility of axial movement in order to change distance between unlike magnets. System comprises a pressure indicator and a spontaneous inspiration valve.
EFFECT: technical result is the creation of a fully automatic system which enables to maintain artificial breathing of the patient and adjust the required pressure in lungs from 5 to 60 cm of water column with specified frequency column; system also allows prolonged ventilation of patients with different body weight and lung volume; system also provides the possibility of using various devices that generate respiratory mixture, which start operation of breathing valve, and do not affect stable operation of the system.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к аппаратам искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и может использоваться для оказания скорой медицинской помощи, а также в области ветеринарии или экспериментальной биологии у позвоночных с легочным типом дыхания.The invention relates to medical equipment, more precisely to artificial lung ventilation (IVL) and can be used to provide emergency medical care, as well as in the field of veterinary medicine or experimental biology in vertebrates with pulmonary respiration.

Традиционные аппараты ИВЛ являются сложными, дорогостоящими в изготовлении и эксплуатации устройствами. Они, как правило, имеют большое количество режимов работы, обеспечиваются сложным набором элементов, требующих квалифицированного технического специалиста для настройки системы. Для решения задач в условиях экстренной помощи необходимо, чтобы аппарат ИВЛ имел простую конструкцию и был прост в эксплуатации, изготавливался из легкодоступных материалов с применением простой и недорогой технической оснастки, имел возможность подключения максимального количества пациентов к одному генератору дыхательной смеси для одновременного получения искусственной вентиляции, с соблюдением норм одноразового использования аппаратуры для каждого пациента с последующей ее полной стерилизацией.Traditional ventilators are complex, expensive to manufacture and operate. They, as a rule, have a large number of operating modes, are provided with a complex set of elements that require a qualified technician to configure the system. To solve problems in emergency conditions, it is necessary that the ventilator has a simple design and is easy to operate, made of readily available materials using simple and inexpensive technical equipment, and has the ability to connect the maximum number of patients to one breathing gas generator to simultaneously obtain artificial ventilation. in compliance with the norms of one-time use of equipment for each patient, followed by its complete sterilization.

Известен аппарат искусственной вентиляции легких (пат. 92333, РФ, МПК А61Н 31/02, 2009), состоящий из механической клапанной конструкции и шланга подачи дыхательного газа, в который вмонтирован штуцер подачи дыхательного газа с дозирующим элементом. Аппарат выполнен компактно и размещен на маске. В устройстве в течение переменного цикла вдох/выдох дыхательный газ вводится в легкие пациента, дыхание которого должно поддерживаться искусственным путем. По окончании инспирации осуществляется выведение использованного легким дыхательного газа. Недостатком устройства является необходимость ручной дозированной подачи дыхательного газа. Кроме того, отсутствие предохранительного клапана и индикатора давления снижает безопасность пациента при проведении ИВЛ.Known artificial lung ventilation apparatus (US Pat. 92333, RF, IPC A61H 31/02, 2009), consisting of a mechanical valve structure and a breathing gas supply hose, into which a breathing gas supply connection with a metering element is mounted. The device is compact and placed on a mask. In the device, during an alternating inhalation / exhalation cycle, breathing gas is injected into the lungs of a patient whose breathing is to be maintained artificially. At the end of inspiration, the breathing gas used by the lung is removed. The disadvantage of the device is the need for manual metered supply of breathing gas. In addition, the absence of a safety valve and pressure indicator reduces patient safety during ventilation.

Известен Активный клапан для аппаратов искусственной вентиляции легких (пат. 2595479, RU, МПК А61М 16/20, 2011) для применения в системе вентиляции легких пациента. Клапан, как один компонент, обеспечивает функции предохранительного клапана, клапана сброса избыточного давления и клапана сброса отрицательного давления. Клапан включает в себя электромагнит; шток, соединенный с электромагнитом; и диафрагму, соединенную со штоком. Электромагнит прикладывает усилие к диафрагме на основе входного сигнала. Система вентиляции легких включает в себя контроллер, соединенный с клапаном и предназначенный для подачи питания на клапан. Контроллер выполнен с возможностью изменения направления тока в катушке для подъема диафрагмы клапана для обеспечения выпуска воздуха во внешнюю среду через отверстие в соединении с контуром пациента при превышении давления в контуре пациента выше порога положительного давления и подъема диафрагмы клапана для обеспечения подачи воздуха из внешней среды через отверстие в соединении при падении давления в контуре пациента ниже порога отрицательного давления. Для аппарата характерны существенные недостатки, которые значительно ограничивают эффективность его применения в ветеринарной практике: высокая стоимость, сложность конструкции.Known active valve for ventilators (US Pat. 2595479, RU, IPC A61M 16/20, 2011) for use in the ventilation system of the patient's lungs. The valve, as one component, provides the functions of a safety valve, an overpressure relief valve and a negative pressure relief valve. The valve includes an electromagnet; a rod connected to an electromagnet; and a diaphragm connected to the stem. The electromagnet applies force to the diaphragm based on the input signal. The ventilation system includes a controller connected to the valve to supply power to the valve. The controller is configured to change the direction of the current in the coil for lifting the valve diaphragm to provide air release into the external environment through the hole in connection with the patient circuit when the pressure in the patient circuit exceeds the positive pressure threshold and the valve diaphragm rises to provide air from the external environment through the hole in the connection when the pressure in the patient circuit falls below the negative pressure threshold. The apparatus is characterized by significant drawbacks that significantly limit the effectiveness of its use in veterinary practice: high cost, complexity of the design.

Наиболее близким по технической сущности является устройство модуляции давления в дыхательных путях пациента (пат. 6067984 US, МПК А62В 9/02, 2000), которое содержит корпус с внутренней камерой для приема дыхательной смеси. В корпус встроены клапан регулировки давления дыхательной смеси и клапан регулировки скорости выхода дыхательной смеси, которые осуществляют цикличность процесса вдоха-выдоха пациента в системе, переключаясь на выдох от вдоха при достижении определенного давления. С этой целью клапан регулировки давления дыхательной смеси, содержащий подпружиненный поршень, выполнен с возможностью устанавливать заданное давление. Клапан регулировки скорости выхода дыхательной смеси, выполняющий функции клапана дыхания, выполнен с возможностью регулировки скорости потока газа, выходящего из камеры в атмосферу, тем самым позволяет контролировать продолжительность выдоха пациента. Поступление дыхательной смеси в легкие пациента и в устройство модуляции осуществляет вдох, который продолжается до тех пор, пока сила давления на поршень не приведет к сжатию пружины и открытию клапана. Когда поршень находится в полностью открытом положении, дыхательная смесь через клапан регулятора скорости потока начинает выходить в атмосферу, давление в легких падает, пружина разжимается, а поршень закрывается и выдох завершается. Таким образом, когда давление падает до определенного уровня, клапан легочного модулятора давления закрывается, и у пациента начинается вдох и цикл повторяется. Недостатком является наличие такого инерционного звена как пружина, которое негативно влияет на показатель быстродействия клапана. Несмотря на то, что устройство обеспечивает постоянную вентиляцию, оно не работает на малых давлениях и является чрезвычайно дорогим.The closest in technical essence is a device for modulating the pressure in the patient's airways (US Pat. 6067984, IPC A62B 9/02, 2000), which contains a housing with an internal chamber for receiving a breathing mixture. A valve for regulating the pressure of the breathing mixture and a valve for regulating the rate of release of the breathing mixture are built into the body, which cycle the patient's inhalation-exhalation process in the system, switching to exhalation from inhalation when a certain pressure is reached. For this purpose, the valve for regulating the pressure of the breathing mixture containing a spring-loaded piston is configured to set a predetermined pressure. The valve for adjusting the rate of release of the breathing mixture, which functions as a breathing valve, is configured to adjust the rate of gas flow leaving the chamber into the atmosphere, thereby allowing the patient to control the duration of exhalation. The breathing gas flows into the patient's lungs and into the modulation device and inhales, which continues until the force of pressure on the piston forces the spring to compress and open the valve. When the piston is in the fully open position, breathing gas begins to escape through the flow control valve, the pressure in the lungs drops, the spring expands, and the piston closes and exhalation ends. Thus, when the pressure drops to a certain level, the pulmonary pressure modulator valve closes and the patient begins to inhale and the cycle repeats. The disadvantage is the presence of such an inertial link as a spring, which negatively affects the valve response rate. Although the device provides constant ventilation, it does not operate at low pressures and is extremely expensive.

Задача изобретения заключается в том, чтобы сконструировать устройство, позволяющее получить простую и оптимальную по стоимости конструкцию с автоматическим режимом управления подачи дыхательной смеси или чистых газов пациенту в условиях апноэ.The objective of the invention is to design a device that allows you to obtain a simple and cost-effective design with an automatic mode of control of the supply of breathing mixture or pure gases to a patient under apnea conditions.

Технический результат от решения поставленной задачи состоит в том, что конструкция заявляемого аппарата ИВЛ представляет собой полностью автоматическую систему, позволяющую поддерживать дыхание пациента искусственным путем и регулировать необходимое давление в легких от 5 до 60 см вод. столба с задаваемой частотой. Заявляемая система позволяет длительно вентилировать пациентов с различной массой тела и объемом легких. К положительным результатам следует отнести возможность использования различных устройств, генерирующих дыхательную смесь, запускающих работу дыхательного клапана, и не влияющих на устойчивую работу системы. Положительным фактом является то, что затраты на производство и стоимость предлагаемой системы значительно ниже стоимости известных по уровню техники аппаратов.The technical result from the solution of the problem is that the design of the claimed ventilator is a fully automatic system that allows the patient to maintain breathing artificially and regulate the required pressure in the lungs from 5 to 60 cm of water. column with a set frequency. The inventive system allows for long-term ventilation of patients with different body weights and lung volumes. The positive results include the possibility of using various devices that generate a breathing mixture, trigger the breathing valve, and do not affect the stable operation of the system. It is a positive fact that the production costs and the cost of the proposed system are significantly lower than the cost of devices known from the prior art.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что предлагается Автоматическая система искусственной вентиляции легких, состоящая из корпуса с внутренней камерой для приема дыхательной смеси, порта подачи дыхательной смеси в камеру и порта подачи дыхательной смеси пациенту, а также, из встроенных в корпус клапана регулировки давления и клапана регулировки дыхания. В предлагаемой системе клапан регулировки давления и клапан регулировки дыхания, сопрягаемые постоянными магнитами, работают как единый компонент. С этой целью клапан дыхания содержит корпус, крышку с отверстиями для выхода дыхательной смеси и, перемещающийся внутри корпуса и крышки в осевом направлении шток, рабочая часть которого имеет форму конуса, сопрягаемого с корпусом. На конце штока закреплен постоянный магнит, обращенный полюсом к разноименному полюсу постоянного магнита, закрепленного на торце регулятора давления. Регулятор давления выполнен с возможностью осевого перемещения для изменения расстояния между разноименными магнитами. Указанную систему дополняют индикатором давления и клапаном спонтанного вдоха. Индикатор давления, встроенный в регулятор давления, выполнен в виде поршня, который перемещается под воздействием упругой мембраны, реагирующей на изменение давления в системе. Кроме того, порт подачи дыхательной смеси для регулировки объема потока и давления подаваемой смеси обеспечен входным штуцером с прорезью, резьбовой регулировочной втулкой и фиксирующей гайкой.The specified technical result is achieved due to the fact that an automatic system of artificial ventilation of the lungs is proposed, consisting of a housing with an internal chamber for receiving a breathing mixture, a port for supplying a breathing mixture to the chamber and a port for supplying a breathing mixture to a patient, as well as pressure control valves built into the housing and breathing regulation valve. In the proposed system, the pressure regulating valve and the breathing regulating valve, which are connected by permanent magnets, operate as a single component. For this purpose, the breathing valve contains a body, a cover with openings for the outlet of the breathing mixture and a rod moving inside the body and the cover in the axial direction, the working part of which has the shape of a cone mated with the body. At the end of the rod, a permanent magnet is fixed, the pole facing the opposite pole of the permanent magnet fixed to the end of the pressure regulator. The pressure regulator is made with the possibility of axial movement to change the distance between opposite magnets. This system is supplemented with a pressure indicator and a spontaneous inspiration valve. The pressure indicator, built into the pressure regulator, is made in the form of a piston that moves under the influence of an elastic membrane that responds to changes in pressure in the system. In addition, the breathing gas supply port for adjusting the volume of flow and pressure of the supplied mixture is provided with a slotted inlet fitting, a threaded adjusting sleeve and a fixing nut.

Отличия заявляемого изобретения от прототипа заключаются в том, что:The differences between the claimed invention and the prototype are that:

- соединение активного клапана регулировки дыхания и регулятора давления посредством постоянных магнитов обеспечивает надежность и бесперебойность работы устройства, простоту изготовления и универсальность эксплуатации устройства;- the connection of the active valve for breathing regulation and the pressure regulator by means of permanent magnets ensures the reliability and uninterrupted operation of the device, ease of manufacture and versatility of the device;

- конструктивное выполнение автоматического капана регулировки дыхания в виде корпуса с крышкой с отверстиями для выхода дыхательной смеси и штока, рабочая часть которого имеет форму конуса, сопрягаемого с корпусом, а также размещение на противоположном конце штока постоянного магнита, обращенного полюсом к разноименному полюсу постоянного магнита, закрепленного на торце регулятора давления, обеспечивают работу регулятора давления и клапана регулировки дыхания как единого компонента;- constructive implementation of the automatic breath control valve in the form of a body with a cover with openings for the outlet of the breathing mixture and a rod, the working part of which has the shape of a cone mated with the body, as well as placement at the opposite end of the rod of a permanent magnet, the pole facing the opposite pole of a permanent magnet, the pressure regulator attached to the end, ensure the operation of the pressure regulator and the breathing regulation valve as a single component;

- изменение расстояния между разноименными магнитами с помощью регулятора давления обеспечивает возможность устанавливать необходимое рабочее давление в легких.- changing the distance between opposite magnets using a pressure regulator makes it possible to set the required working pressure in the lungs.

- регулятор давления, конструктивно связанный с индикатором давления, одновременно работает как компактное механическое устройство для отображения давления в системе.- the pressure regulator, structurally connected with the pressure indicator, simultaneously works as a compact mechanical device for displaying the pressure in the system.

- обеспечение порта подачи дыхательной смеси входным штуцером с прорезью, резьбовой регулировочной втулкой и фиксирующей гайкой позволяет использовать для работы системы различные типы генераторов дыхательной смеси.- providing the breathing gas supply port with an inlet connection with a slot, a threaded adjusting sleeve and a fixing nut allows the use of various types of breathing gas generators for the system operation.

Эти отличительные признаки позволяют сделать вывод о наличии новизны в предлагаемом техническом решении, а их осуществление обеспечивает достижение результата в решении поставленной задачи. Таким образом, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень. Предлагаемое устройство является применимым в области медицины экстренных случаев, ветеринарии и экспериментальной биологии.These distinctive features make it possible to conclude that there is novelty in the proposed technical solution, and their implementation ensures the achievement of a result in solving the problem. Thus, the proposed technical solution has an inventive step. The proposed device is applicable in the field of emergency medicine, veterinary medicine and experimental biology.

Изобретение поясняется описанием и иллюстративным материалом, где:The invention is illustrated by description and illustrative material, where:

Фиг. 1 - схема устройства в разрезе;FIG. 1 is a sectional diagram of the device;

Фиг. 2 - изображение устройства в разобранном виде в перспективе.FIG. 2 is an exploded perspective view of the device.

Автоматическая система искусственной вентиляции легких содержит (Фиг. 1, Фиг. 2) корпус 1 с внутренней камерой 2 для приема дыхательной смеси, встроенный автоматический клапан регулировки дыхания 3, порт подачи дыхательной смеси пациенту 4, регулятор давления 5, индикатор давления 6, порт подачи дыхательной смеси в устройство 7, клапан спонтанного вдоха 8. Корпус 1 выполнен из полимерных материалов для медицинской техники. Термин «дыхательная смесь» обозначает пригодную для дыхания комбинацию газов, в том числе атмосферный воздух. Поток дыхательной смеси через устройство подается в легкие пациента, а автоматический клапан регулировки дыхания и регулятор давления обеспечивают цикличность дыхания с требуемой продолжительностью фаз дыхания.The automatic artificial lung ventilation system contains (Fig. 1, Fig. 2) a housing 1 with an internal chamber 2 for receiving a breathing mixture, a built-in automatic breathing control valve 3, a port for supplying breathing mixture to a patient 4, a pressure regulator 5, a pressure indicator 6, a supply port breathing mixture into the device 7, the spontaneous inhalation valve 8. The body 1 is made of polymer materials for medical technology. The term "breathing mixture" refers to a breathable combination of gases, including atmospheric air. The breathing gas flow through the device is supplied to the patient's lungs, and the automatic breathing control valve and pressure regulator ensure breathing cycles with the required duration of the breathing phases.

Автоматический клапан регулировки дыхания 3 в системе вентиляции выполнен сборным и состоит (Фиг. 2) из корпуса 9, штока 10, размещенного в корпусе 9, и крышки 11 с отверстиями 12 для выпуска дыхательной смеси в атмосферу во время выдоха. Корпус 9, выполненный из немагнитного материала, объединяет все части в одно целое, имеет резьбовое соединение с крышкой 11. Шток 10 выполнен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 9 и крышки 11. Рабочая часть штока 10 имеет форму конуса 13, соответственно, седло клапана (средняя часть корпуса клапана 9) имеет коническую форму для сопряжения с конусом 13. На конце штока 10 закреплен постоянный магнит 14, обращенный полюсом к разноименному полюсу постоянного магнита 15, закрепленного на торце регулятора давления 5. Фаза вдоха пациента обеспечивается потоком воздуха, подаваемого от генератора, при этом клапан 3 закрыт.Выдох начинается, когда легкие пациента наполняются дыхательной смесью и давление в камере 2 начинает возрастать. Клапан 3 начинает открывается за счет воздействия давления на конус 13 и движения штока 10 вверх, что приводит к увеличению расстояния между магнитами 14, 15 и уменьшению силы магнитного взаимодействия между ними, а дыхательная смесь через отверстия 12 выходит в атмосферу. Клапан 3 удерживается в открытом состоянии потоком выходящей дыхательной смеси за счет большой площади конуса 13. В результате выхода дыхательной смеси давление в камере 2 уменьшается и воздействие потока на конус 13 также уменьшается, расстояние между магнитами 14, 15, уменьшается, а сила магнитного взаимодействия между ними резко и нелинейно возрастает. Клапан регулировки дыхания 3 закрывается и наступает фаза вдоха. Частота дыхания регулируется как скоростью и объемом потока подаваемой смеси, так и положением крышки 11 автоматического клапана регулировки дыхания 3 (отвинчиваем - выдох дольше, подкручиваем - выдох быстрее).The automatic breathing control valve 3 in the ventilation system is assembled and consists (Fig. 2) of a housing 9, a stem 10 located in a housing 9, and a cover 11 with openings 12 for releasing the breathing mixture into the atmosphere during exhalation. The body 9, made of non-magnetic material, unites all parts into one whole, has a threaded connection with the cover 11. The stem 10 is made with the possibility of axial movement relative to the body 9 and the cover 11. The working part of the stem 10 has the shape of a cone 13, respectively, the valve seat ( the middle part of the valve body 9) has a conical shape for mating with a cone 13. At the end of the rod 10, a permanent magnet 14 is fixed, its pole facing the opposite pole of a permanent magnet 15 fixed at the end of the pressure regulator 5. The patient's inhalation phase is provided by the air flow supplied from the generator , while valve 3 is closed. Exhalation begins when the patient's lungs are filled with breathing mixture and the pressure in chamber 2 begins to increase. The valve 3 begins to open due to the effect of pressure on the cone 13 and the movement of the rod 10 upward, which leads to an increase in the distance between the magnets 14, 15 and a decrease in the force of magnetic interaction between them, and the breathing mixture through the holes 12 is released into the atmosphere. The valve 3 is held open by the flow of the outgoing breathing mixture due to the large area of the cone 13. As a result of the outlet of the breathing mixture, the pressure in the chamber 2 decreases and the effect of the flow on the cone 13 also decreases, the distance between the magnets 14, 15 decreases, and the force of magnetic interaction between them sharply and nonlinearly increases. The breath control valve 3 closes and the inspiratory phase begins. The respiratory rate is regulated both by the speed and volume of the flow of the supplied mixture, and by the position of the cover 11 of the automatic breathing control valve 3 (unscrew - exhale longer, twist - exhale faster).

Регулятор давления 5, обеспечивающий давление вдоха, встроенный в корпус 1 посредством резьбового соединения (Фиг. 1, Фиг. 2), оснащен постоянным магнитом 15, закрепленным на торце регулятора давления 5, и имеет сквозное отверстие 16, перпендикулярное оси регулятора давления 5, а также внутренний канал 17. Регулятор давления 5 работает с автоматическим клапаном 3 как единый компонент. Резьбовое соединение регулятора давления 5 с корпусом 2 позволяет осуществлять осевое перемещение регулятора давления 5 и изменять расстояние между постоянными магнитами 14 и 15. Таким образом устанавливается заданное давление в системе вентиляции, при котором начинается фаза выдоха у пациента.The pressure regulator 5, which provides the inhalation pressure, is built into the body 1 by means of a threaded connection (Fig. 1, Fig. 2), is equipped with a permanent magnet 15, fixed on the end of the pressure regulator 5, and has a through hole 16 perpendicular to the axis of the pressure regulator 5, and also inner channel 17. The pressure regulator 5 works with the automatic valve 3 as a single component. The threaded connection of the pressure regulator 5 to the body 2 allows for axial movement of the pressure regulator 5 and changes the distance between the permanent magnets 14 and 15. Thus, a predetermined pressure in the ventilation system is established, at which the patient's exhalation phase begins.

Индикатор давления 6, встроенный в регулятор давления 5, связанный с давлением дыхательной смеси в камере 2 через отверстие 16 и канал 17, отображает изменения давления дыхательной смеси в форме, удобной для наблюдения и упрощает работу обслуживающего персонала. Индикатор давления 6, предлагаемый в рамках настоящего изобретения, содержит мембрану 18, поршень 19, пружину 20 и снабжен шкалой 21. Возрастающее давление, открывающее автоматический клапан дыхания 3 одновременно воздействует и на встроенную мембрану 18, которая смещает поршень 19. Перемещение поршня 19 указывает на величину давления в легких и является визуально оцениваемым по шкале 21 индикатора давления 6. При падении давления в системе вентиляции пружина 20 возвращает поршень в исходное положение.The pressure indicator 6, built into the pressure regulator 5, connected with the pressure of the breathing mixture in chamber 2 through opening 16 and channel 17, displays changes in the pressure of the breathing mixture in a form that is convenient for observation and simplifies the work of the service personnel. The pressure indicator 6 proposed in the framework of the present invention contains a membrane 18, a piston 19, a spring 20 and is equipped with a scale 21. The increasing pressure opening the automatic breathing valve 3 simultaneously acts on the built-in membrane 18, which displaces the piston 19. The movement of the piston 19 indicates the pressure in the lungs and is visually assessed on the scale 21 of the pressure indicator 6. When the pressure in the ventilation system drops, the spring 20 returns the piston to its original position.

Порт подачи дыхательной смеси 7 (Фиг. 1, Фиг. 2) для регулировки объема потока и давления на входе системы обеспечен входным штуцером 22 с прорезью 23, резьбовой регулировочной втулкой 24 и фиксирующей гайкой 25. В предлагаемом варианте изобретения вращением резьбовой регулировочной втулки 24 увеличивают/уменьшают прорезь 23, через которую происходит сброс излишней подаваемой дыхательной смеси. При необходимости прорезь 23 может быть открыта/закрыта резьбовой регулировочной втулкой 24 полностью. Благодаря предлагаемому обустройству порта подачи дыхательной смеси 7 в качестве генератора дыхательной смеси может использоваться любое генерирующее дыхательную смесь устройство, независимо от первоначальных параметров (объем потока и давление дыхательной смеси).The breathing gas supply port 7 (Fig. 1, Fig. 2) for adjusting the volume of flow and pressure at the inlet of the system is provided with an inlet 22 with a slot 23, a threaded adjusting sleeve 24 and a fixing nut 25. In the proposed embodiment of the invention, the rotation of the threaded adjusting sleeve 24 is increased / reduce the slot 23 through which the excess supplied breathing mixture is discharged. If necessary, the slot 23 can be completely opened / closed by the threaded adjusting sleeve 24. Thanks to the proposed arrangement of the breathing gas supply port 7, any device generating a breathing mixture can be used as a breathing mixture generator, regardless of the initial parameters (flow volume and pressure of the breathing mixture).

Клапан спонтанного вдоха 8 предназначен для дополнительной подачи атмосферного воздуха. Если у пациента происходит спонтанный вдох, то срабатывает клапан спонтанного вдоха 8 и атмосферный воздух извне поступает в камеру 2. При прекращении спонтанного входа клапан 8 закрывается, атмосферный воздух не поступает в камеру 2.The spontaneous inspiration valve 8 is designed for additional supply of atmospheric air. If the patient has a spontaneous inhalation, then the spontaneous inhalation valve 8 is triggered and atmospheric air from the outside enters chamber 2. When the spontaneous entry stops, valve 8 closes, atmospheric air does not enter chamber 2.

Обработка и стерилизация Автоматической системы искусственной вентиляции легких выполняется в соответствии с рекомендациями обеззараживания анестезиологической и дыхательной аппаратуры.Processing and sterilization of the Automatic Artificial Lung Ventilation System is performed in accordance with the recommendations for disinfection of anesthesia and respiratory equipment.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы регулятором давления 5 устанавливают известное расстояние между постоянными магнитами 14 и 15, задавая определенное давление в системе, при котором у пациента начнется выдох. Через порт подачи дыхательной смеси 7 в корпус 1 подают дыхательную смесь, которая начинает заполнять легкие пациента, начинается вдох, при этом капан 3 закрыт. Затем автоматический клапан 3 срабатывает, как это было описано выше, начинается выдох. Таким образом обеспечивается цикличность дыхания. В процессе вентиляции у обслуживающего персонала существуют дополнительные возможности влияния на давление в системе: на входе входным штуцером 22 и при помощи крышки 11 автоматического клапана регулировки дыхания 3. Если у пациента возникает необходимость в дополнительной подаче воздуха при возникновении спонтанного вдоха, срабатывает клапан спонтанного вдоха 8 и атмосферный воздух извне поступает в камеру 2. При заданных оператором режимах давления, в состоянии апноэ заявляемое устройство работает автоматически, позволяя обслуживающему персоналу контролировать и обращать внимание на другие, не менее важные функции организма в случае его реанимации.The device works as follows. Before starting work, the pressure regulator 5 sets a known distance between the permanent magnets 14 and 15, setting a certain pressure in the system at which the patient begins to exhale. Through the port for supplying the breathing mixture 7, the breathing mixture is supplied to the housing 1, which begins to fill the lungs of the patient, inhalation begins, while the cap 3 is closed. Then the automatic valve 3 is triggered, as described above, exhalation begins. Thus, breathing cycles are ensured. During ventilation, the operating personnel have additional possibilities of influencing the pressure in the system: at the inlet by the inlet 22 and by means of the cover 11 of the automatic breathing control valve 3. If the patient needs additional air supply when a spontaneous inhalation occurs, the spontaneous inhalation valve 8 and atmospheric air from outside enters chamber 2. Under pressure conditions set by the operator, in the state of apnea, the inventive device works automatically, allowing the maintenance personnel to control and pay attention to other, equally important functions of the body in case of resuscitation.

Таким образом, предложено простое, универсальное и удобное в эксплуатации устройство для поддержки дыхательных функций. Подобные системы могут использоваться как в экстренной медицине, так и при проведении оперативных вмешательств. Для работы ИВЛ могут быть использованы различные типы генераторов газовых смесей. Аппарат ИВЛ оснащен настройками, способными контролировать частоту дыхания и давление в легких пациента.Thus, a simple, versatile and easy-to-use device for supporting respiratory functions has been proposed. Such systems can be used both in emergency medicine and in surgical interventions. Various types of generators of gas mixtures can be used for ventilation. The ventilator has settings that can control the patient's breathing rate and lung pressure.

Автором были представлен и описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, но возможны иные модификации, которые не изменяют сущности и объема изобретения в границах формулы изобретения. Поэтому описание служит исключительно целям иллюстрации изобретения и ни в коем случае не ограничивает его.The author has presented and described a preferred embodiment of the invention, but other modifications are possible that do not change the essence and scope of the invention within the scope of the claims. Therefore, the description serves solely to illustrate the invention and in no way limits it.

Claims (3)

1. Автоматическая система искусственной вентиляции легких, состоящая из корпуса с внутренней камерой для приема дыхательной смеси, порта подачи дыхательной смеси в камеру и порта подачи дыхательной смеси пациенту, а также из встроенных в корпус клапана регулировки давления и клапана регулировки дыхания, отличающаяся тем, что система выполнена с возможностью регулирования давления в легких от 5 до 60 см вод. столба, при этом клапан регулировки давления и клапан регулировки дыхания, сопрягаемые постоянными магнитами, работают как единый компонент, для этого клапан дыхания содержит корпус, крышку с отверстиями для выхода дыхательной смеси и перемещающийся внутри корпуса и крышки в осевом направлении шток, рабочая часть которого имеет форму конуса, сопрягаемого с корпусом, а на конце штока закреплен постоянный магнит, обращенный полюсом к разноименному полюсу постоянного магнита, закрепленного на торце регулятора давления, причем регулятор давления выполнен с возможностью осевого перемещения с целью изменения расстояния между разноименными магнитами, кроме того, система содержит индикатор давления и клапан спонтанного вдоха.1. An automatic artificial lung ventilation system, consisting of a body with an internal chamber for receiving a breathing mixture, a port for supplying the breathing mixture to the chamber and a port for supplying breathing mixture to the patient, as well as a pressure regulation valve and a breathing regulation valve built into the body, characterized in that the system is designed to regulate the pressure in the lungs from 5 to 60 cm of water. column, while the pressure control valve and the breathing control valve, mated by permanent magnets, work as a single component, for this the breathing valve contains a body, a cover with openings for breathing mixture outlet and a rod moving inside the body and cover in the axial direction, the working part of which has the shape of a cone mated with the body, and a permanent magnet is fixed at the end of the rod, facing the opposite pole of a permanent magnet fixed at the end of the pressure regulator, and the pressure regulator is made with the possibility of axial movement in order to change the distance between the opposite magnets, in addition, the system contains pressure indicator and spontaneous inspiration valve. 2. Автоматическая система искусственной вентиляции легких по п. 1, отличающаяся тем, что индикатор давления, встроенный в регулятор давления, выполнен в виде поршня, который перемещается под воздействием упругой мембраны, реагирующей на изменение давления в системе.2. The automatic system of artificial lung ventilation according to claim 1, characterized in that the pressure indicator built into the pressure regulator is made in the form of a piston that moves under the influence of an elastic membrane that responds to pressure changes in the system. 3. Автоматическая система искусственной вентиляции легких по п. 1, отличающаяся тем, что порт подачи дыхательной смеси обеспечен входным штуцером с прорезью, резьбовой регулировочной втулкой и фиксирующей гайкой для регулировки объема потока и давления подаваемой смеси.3. The automatic system of artificial lung ventilation according to claim 1, characterized in that the breathing mixture supply port is provided with an inlet connection with a slot, a threaded adjusting sleeve and a fixing nut for adjusting the flow volume and pressure of the supplied mixture.
RU2020119021A 2020-06-02 2020-06-02 Automatic system of artificial lung ventilation RU2735638C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119021A RU2735638C1 (en) 2020-06-02 2020-06-02 Automatic system of artificial lung ventilation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119021A RU2735638C1 (en) 2020-06-02 2020-06-02 Automatic system of artificial lung ventilation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2735638C1 true RU2735638C1 (en) 2020-11-05

Family

ID=73398344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119021A RU2735638C1 (en) 2020-06-02 2020-06-02 Automatic system of artificial lung ventilation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2735638C1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1207661A (en) * 1966-10-27 1970-10-07 Edward Carden Anaesthetist's lung ventilator
US4163911A (en) * 1975-01-27 1979-08-07 Sutter Hospitals Medical Research Foundation Permanent magnet translational motor for respirators
DE3244574C1 (en) * 1982-12-02 1984-03-22 Gottlieb Weinmann Geräte für Medizin und Arbeitsschutz GmbH + Co, 2000 Hamburg Pressure control valve of a device for artificial ventilation
SU1507399A1 (en) * 1987-12-14 1989-09-15 Предприятие П/Я В-2130 Apparatus for artificial ventilation of the lungs
JP2002136598A (en) * 2000-11-02 2002-05-14 Kawasaki Safety Service Industries Ltd Exhalation valve for artificial expirator
CN201921250U (en) * 2010-09-26 2011-08-10 深圳市百格医疗技术有限公司 Active respiration control device for anesthesia respirator
WO2012089097A1 (en) * 2010-12-31 2012-07-05 北京谊安医疗系统股份有限公司 Electromagnetic proportional valve and breathing machine comprising electromagnetic proportional valve
GB2521822A (en) * 2013-11-26 2015-07-08 Oes Medical Ltd Valve Mechanism
RU2595479C2 (en) * 2010-12-21 2016-08-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Active valve for ventilators
CN108815672A (en) * 2018-05-02 2018-11-16 江素云 A kind of medical mute oxygen humidification bottle

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1207661A (en) * 1966-10-27 1970-10-07 Edward Carden Anaesthetist's lung ventilator
US4163911A (en) * 1975-01-27 1979-08-07 Sutter Hospitals Medical Research Foundation Permanent magnet translational motor for respirators
DE3244574C1 (en) * 1982-12-02 1984-03-22 Gottlieb Weinmann Geräte für Medizin und Arbeitsschutz GmbH + Co, 2000 Hamburg Pressure control valve of a device for artificial ventilation
SU1507399A1 (en) * 1987-12-14 1989-09-15 Предприятие П/Я В-2130 Apparatus for artificial ventilation of the lungs
JP2002136598A (en) * 2000-11-02 2002-05-14 Kawasaki Safety Service Industries Ltd Exhalation valve for artificial expirator
CN201921250U (en) * 2010-09-26 2011-08-10 深圳市百格医疗技术有限公司 Active respiration control device for anesthesia respirator
RU2595479C2 (en) * 2010-12-21 2016-08-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Active valve for ventilators
WO2012089097A1 (en) * 2010-12-31 2012-07-05 北京谊安医疗系统股份有限公司 Electromagnetic proportional valve and breathing machine comprising electromagnetic proportional valve
GB2521822A (en) * 2013-11-26 2015-07-08 Oes Medical Ltd Valve Mechanism
CN108815672A (en) * 2018-05-02 2018-11-16 江素云 A kind of medical mute oxygen humidification bottle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11865255B2 (en) Ventilator
CN108261596B (en) Combination CPAP and resuscitation system and method
US6152132A (en) Inspiratory tube for a ventilator
CA2688555C (en) Improvements to resuscitators
US7210480B2 (en) Shock treatment systems and methods
ES2657841T3 (en) Gas mixer and method to mix at least two different gases
AU2002308587A1 (en) Shock treatment systems and methods
US11123514B2 (en) Apparatus and method to provide breathing support
EP3237050A1 (en) Innovations in mechanical ventilators
US20210338952A1 (en) Two pneumatic cylinder medical ventilator, system and method
US3683931A (en) Tracheal instrument
US3156238A (en) Device for aiding in the administration of gaseous anesthetic agents
US20240198032A1 (en) Modular Ventilation System for Time Controlled Adaptive Ventilation
RU2735638C1 (en) Automatic system of artificial lung ventilation
PT1409054E (en) Device for isolating bias flow
US3621842A (en) Ventilating machine
US20210008322A1 (en) Method for inhalation effect on the body, and apparatus for implementing same
US6431169B1 (en) Mini pneumatic mechanical pulmonary ventilator
JP2005279218A (en) Inhalation anesthesia apparatus for small laboratory animal
RU2749760C1 (en) Automatic system for artificial lung ventilation
RU140726U1 (en) APPARATUS OF ARTIFICIAL VENTILATION OF THE LUNG PATIENT OF THE BARCAMERA
JP2024522007A (en) Devices and systems for PPV and CPAP treatment
JP2023535586A (en) ventilator
EROSS et al. Mechanical ventilators: Principles of operation
US20210213234A1 (en) High flow oxygen therapy with on-demand humidification and an active exhalation valve