SU608523A1

SU608523A1 - Apparatus for measuring the parameters of artificial ventilation of lungs

Info

Publication number: SU608523A1
Application number: SU762413034A
Authority: SU
Inventors: Исаак Самуилович Гринберг; Юрий Шмулевич Гальперин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения
Priority date: 1976-10-19
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1978-05-30

Description

1one

Изобретение относитс к медицинской технике , а именно к измерительным пульмапологическим приборам и аппаратам искусственной вентил ции легких.The invention relates to medical technology, in particular to measuring pulpological instruments and artificial respiration ventilators.

Известно устройство дл измерени параметров искусственной вентил ции легких, содержащее преобразователь скорости потока воздуха, дифференциальный электроманометр, датчик давлени , интегратор, блок управлени интегратором, клапап, делительное устройство и индикатор. Блок управлени интегратором выполнен в виде компаратора, вход которого св зан с выходом дифференциального электроманометра, а выход соединен с интегратором 1.A device for measuring parameters of artificial ventilation of the lungs is known, comprising an air flow velocity transducer, a differential electro-meter, a pressure transducer, an integrator, an integrator control unit, a valve, a dividing device and an indicator. The integrator control unit is designed as a comparator, the input of which is connected to the output of the differential electromanometer, and the output is connected to the integrator 1.

Однако выполнение в аппарате блока управлени интегратором в виде реле или компаратора , св занного с выходом дифференциального электромапометра приводит к гому, что при наличии артефактов и шумов происход т сбои интегратора, а малые сигналы скорости потока не интегрируютс , что в конечном итоге приводит к увеличению погрешности измерени дыхательного объема.However, the execution in the apparatus of an integrator control unit in the form of a relay or comparator associated with the output of a differential electro-meter leads to a goma, which in the presence of artifacts and noise causes integrator failures and small flow rate signals are not integrated, which ultimately leads to an increase in error measure tidal volume.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени дыхательного объема при искусственной вентил ции легких.The aim of the invention is to improve the accuracy of the measurement of tidal volume during mechanical ventilation.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве блок управлени интегратором выполнен в виде носледовательно включенныхThe goal is achieved by the fact that in the device the integrator control unit is made in the form of successively included

преобразовател давлени воздуха в электрический сигнал, дифференциатора, компаратора , одновибратора и ключевой схемы, причем преобразователь давлени воздуха в электрический сигнал пневматически соединен с преобразователем скорости потока воздуха, ключева схема электрически соединена с интегратором , а второй вход компаратора подключен к дополнительно введенному источникуair-to-electrical pressure converter, differentiator, comparator, one-shot and key circuit, the air-to-electrical pressure converter is pneumatically connected to the air flow rate converter, the key circuit is electrically connected to the integrator, and the second comparator input is connected to an additionally introduced source

посто нного напр жени .constant voltage.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема устройства дл измерени параметров искусственной вептил ции легких; на фиг. 2 показаны диаграммы.FIG. 1 is a schematic diagram of a device for measuring parameters of artificial lung ventilation; in fig. 2 shows charts.

Устройство содержит преобразователь 1 скорости потока воздуха, дифференциальный электроманометр 2, интегратор 3 с блоком 4 унравлени и индикаторный прибор 5.The device comprises an air flow rate converter 1, a differential electro-manometer 2, an integrator 3 with a control unit 4 and an indicator device 5.

Преобразователь 1 скорости потока представл ет собой пневматическое сопротивление, на выходах которого возникает разность давлени , пропорциональна скорости потока газа , протекающего через него. Это пневматическое сопротивление быть выполнено,The flow velocity transducer 1 is a pneumatic resistance, at the outlets of which a pressure difference occurs that is proportional to the flow rate of the gas flowing through it. This pneumatic resistance be performed,

например, в виде пакета пластин, трубок или диафрагмы.for example, in the form of a package of plates, tubes or diaphragm.

Дифферепциальный электроманометр 2 выполнен в виде камеры с двум входами, разделенной мембраной с наклеенными на нееDifferential electromanometer 2 is made in the form of a chamber with two entrances divided by a membrane with glued on it

тензорезисторами, образующим мостовую схему . Интегратор 3 образован операционным усилителем с конденсатором в цепи отрицательной обратной св зи и резистором, присоединенным к инвертирующему входу. В качестве индикаторного прибора может быть использован любой аналоговый или цифровой вольтметр.strain gauges forming a bridge circuit. The integrator 3 is formed by an operational amplifier with a capacitor in the negative feedback circuit and a resistor connected to the inverting input. As an indicator device can be used any analog or digital voltmeter.

Входы дифференциального электроманометра 2 пневматически соединены с выходами преобразовател 1 скорости истока, а выход- электрически - с входом интегратора 3, выход которого в свою очередь подключен к индикаторному прибору 5 и блоку 4 управлени интегратором.The inputs of the differential electromanometer 2 are pneumatically connected to the outputs of the source speed converter 1, and the output electrically to the input of the integrator 3, the output of which in turn is connected to the indicator device 5 and the integrator control unit 4.

Блок 4 управлегш иитегратором содержит преобразователь 6 давлени воздуха в электрический сигнал, дифференциатор 7, компаратор 8, одиовибратор 9 и ключевую схему 10.The control unit 4 comprises an air pressure-to-electric signal converter 6, a differentiator 7, a comparator 8, an oscillator 9 and a key circuit 10.

Преобразователь 6 давлени представл ет собой камеру с нневматическим входом, внутри которой имеетс мембрана с наклеенными тензорезисторами, образующими мостовую схему.The pressure transducer 6 is a chamber with a non-pneumatic entrance, inside of which there is a membrane with glued strain gauges forming the bridge circuit.

Дифференциатор 7 образован операционным усилителем с резистором в цепи отрицательной обратной св зи и конденсатором, присоединенным к инвертирующему входу. Компаратор 8 выполнен в виде операционного усилител с разомкнутой цепью обратной св зи, на один из входов которого подаетс измер емый сигнал, а на другой - определенный уровень напр жени . Одновибратор 9 представл ет собой логическую микросхему, а ключева схема 10 сброса - полевой транзистор .The differentiator 7 is formed by an operational amplifier with a resistor in the negative feedback circuit and a capacitor connected to the inverting input. The comparator 8 is made in the form of an operational amplifier with an open feedback circuit, one of the inputs of which is supplied with the measured signal, and the other with a certain voltage level. The single-vibration 9 is a logic chip, and the key reset circuit 10 is a field effect transistor.

При этом вход преобразовател 6 давлени пневматически св зан с преобразователем 1 скорости потока, а выход - электрически - с входом дифференциатора 7, выход которого соединен с одним из входов компаратора 8. Выход компаратора 8 подключен к входу одновибратора 9, соединенного с ключевой схемой 10, управл ющей работой интегратора 3.The input of the pressure transducer 6 is pneumatically connected to the flow velocity converter 1, and the output is electrically connected to the input of the differentiator 7, the output of which is connected to one of the inputs of the comparator 8. The output of the comparator 8 is connected to the input of a one-shot 9 connected to key circuit 10, integrator control 3.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Во врем выхода пациента поток газа проходит через иреобразователь 1 скорости иотока , создава между его выходами перепад давлени АР, пропорциональный скорости потока V. Дифференциальныл электроманометром 2 этот перепад давлени преобразуетс в электрический сигнал. Последний интегрируетс интегратором 3 дл получени значени дыхательного объема. Дл управлени интегратором 3 газ одновременно подаетс на вход блока 4 управлени интегратором 3, а именно на вход преобразовател 6 давлени , который преобразует давление в системе в электрический сигнал. Этот сигнал подаетс на вход дифференциатора 7, который выдел ет из него сигнал первой производной Р. Далее сигнал первой производной Р поступаетDuring the patient's exit, the gas flow passes through the i-speed transducer 1 of the current, creating a pressure differential AP between its outputs proportional to the flow rate V. The differential pressure of the electromagnet 2 converts this pressure differential into an electrical signal. The latter is integrated by integrator 3 to obtain a tidal volume value. To control integrator 3, gas is simultaneously supplied to the input of integrator control unit 4, namely to the input of pressure converter 6, which converts the pressure in the system into an electrical signal. This signal is fed to the input of the differentiator 7, which extracts from it the signal of the first derivative of P. Then the signal of the first derivative of P comes

иа одни из входов компаратора 8, который производит сравнение сигнала Р с определенным уровнем напр жени . При достижении сигналом цервой производной этого уровн на выходе компаратора 8 по вл етс отрицательный фронт напр жени , приход щийс на начало вдоха. От этого фронта запускаетс одновибратор 9, формирующий импульс, длительностью пор дка 100 мсек. Этим импульсом открываетс схема 10, котора сбрасывает до нул сигнал дыхательного объема, накомпленный интегратором 3 в течение предыдущего выдоха. После этого интегратор 3 готов к работе в следующем цикле дыхани .and one of the inputs of comparator 8, which compares the signal P with a certain voltage level. When the signal reaches the cervical derivative of this level, the negative voltage front at the beginning of inspiration appears at the output of the comparator 8. From this front, a one-shot 9 is started, forming a pulse, lasting about 100 ms. This pulse opens circuit 10, which flushes the respiratory volume signal added by integrator 3 to the previous exhalation to zero. After that, the integrator 3 is ready for operation in the next breath cycle.

Значени , накапливаемые интегратором 3 за выдох, воспроизвод тс индикаторным ирибором 5.The values accumulated by integrator 3 per expiration are reproduced by indicator and trickle 5.

стройство позвол ет получить точную информацию о фактическом значении дыхательиого объема и тем самым обеспечить соответствие режима искусственной вентил ции потребност м пациента. Одновременно обеспечиваетс и контроль подлежащей работы аппаратуры искусствеиной вентил ции легких поThe device allows to obtain accurate information about the actual value of the breathing volume and thus ensure compliance of the ventilation mode with the patient's needs. At the same time, the control of the equipment to be operated by the art of ventilation of the lungs according to

ее вал ;нейп1ему параметру. Все это позвол ет улучшить качество и эффективность анестезиологических и реанимационных процедур.its shaft; neup1emu parameter. All this allows to improve the quality and effectiveness of anesthetic and intensive care procedures.

Устройство может найти применение в медицинской практике, в частности в анестезиологических и реанимационных отделени х, в палатах интенсивной терапии - во всех случа х примеиени искусственной вентил ции легких дл лечени дыхательной недостаточности различиого происхождени .The device can be used in medical practice, in particular in anesthesiology and intensive care units, in intensive care wards - in all cases of artificial lung ventilation for the treatment of respiratory insufficiency of various origins.

Claims

1. For the application of the Federal Republic of Germany No. 2337061, cl. A 61B 5/08, published 1972.

w

yv

at

FIG. one

Breath Bti / doje Bdoj (8b / dol, Breathe s / i / do Zdo B $ ok $ / $ o-g- f

yfloief / i CfloSo / ntffof uff / Glu ofla / rroflo

-one

d ff & wSu / jam flO