Аппарат для искусственного дыхания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ЬЙЬ.1,", }; — — —.

Зависимое от явт. свидетельства ¹

Заявлено 15.И.1964 (¹ 905841/31-16) с присосдинецисм заявки Х2

Приоритет

Опуб;шковано 18.Х11.1965. Бюллетень № 1

Кл. 30h, 13ох

МПК А 61гп

УД1К 6! 5.816.— 78(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Миииотров

СССР

Дата опубликования описания 15.11.1966

Авторы изобретения

1О. Ш. Гальперин, М. К. Сомс, H. М. Вардиер, И, К. Горлин и Л. H. Петрова

Всесоюзный иаучно-исследовательский институт медицинских инструментов и Оборудования

Заявитель

АППАРАТ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ

Аппараты искусственного дыхания, содер>кашне приводную воздуходувку, мембранную коробку, мехи выдоха и вдоха, увла>кнительподогреватель, блок дозиметров с эластичным мешком и систему трубопроводов с кранами, вентилями и клапанами, известны.

d предлагаемом аппарате, в отличие от известных, установлена мембранная коробка с контактным устройством, управляющая при дыхательных попытках пациента электромагнитным клапаном в линии отсасывания воздуходувки, и крап, который может отключать пациента от меха выдоха и одновременно соединять мехи выдоха с атмосферой. Это обеспечивает проведение вспомогательного дыхания, а также искусственного дыхания с активным вдохом и пассивным выдохом.

С целью упрощения настройки на заданный режим работы, вентиль установки времени выдоха механически связан с вентилем установки величины минутной вентиляции.

Быстрый переход от искусственного дыхания к спонтанному и обратно обеспечивается сдвоенным краном, установленным в линиях вдоха и выдоха.

В аппарате установлены также клапан для подсоединения блока дозиметров и вентиль для повышения сопротивления выдоху. Это позволяет расширить функциональные возможности устройства.

Для экономии кислорода при проведении искусственного дыхания по полуоткрытой cIIcтеме в аппарате установлен трехходовой кран, расположенный последовательно с клапаном регулировки разрежения, который может сообщаться с атмосферой.

На фпг. 1 изображена принципиальная пневматическая схема предлагаемого аппарата; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема блока вспомогательного дыхания.

Аппарат содержит мехи 1 и 2 вдоха и выдоха, расположенные, например концентрически, под колоколом 8. На колоколе имеется передвп>кной упор 4, зякрепляемый в нужном положении стопорной гайкой 5. На упоре имеется стрелка 6, показывающая установленный объем по шкале 7. С пространством под колоколом связана мембранная коробка 8. Для быстрого переходя мембраны 9 и сьязянных с пеи золотников 10 и ll воздуходувки и пациента из положения «вдох» в положение «выдох» и обратно служит пружшшый рычажный механизм 12. Натяжение пружины 13 опреде25 ляет величш1а давления и разрежения в пространстве под 1 Ол01 Олом СООТГ>етствеино в конце вдоха и в конце выдоха.

Давление и разрежение под колоколом создаются при работе воздуходувки 14, работа30 ющей от электродвигателя 15.

177597

С целью стабилизации соотношений между временем вдоха и времене*м выдоха и re>. самыл! Непосредствеп>!ОЙ уст((нонки м!11!Мтно(l вентиляции вентиль 16, опрсделяюпцш время выдоха, механически связан с вентилем 17, определяющим минутную вентиляцию (каждому поло>к сииlо Вентиля 1 соответствует TB кое положение вентиля 16, которое позволяет получить постоянное соотношен ic времеш! вдоха и времени выдоха при д l(ll(OIi минутной вентиляции).

Для прохо>кдения воздуха в момент выдоха через вентиль 16, определяющий время выдоха, установлен клапан 18. Для остановки аппарата в момент, соответст(зующий концу выдоха, в линии отсасывания воздуходуькп установлен электромагнитный клапан 19.

Мех вдоха в зависимости от положеш!я золотника 11 линии пациента связан или с тройником 20 пациента через увлажиптель-подогреватель 21, или с впускным клапаном 22.

С целью обогащения подаваемого пациенту воздуха кислородом и (или) закисью азота без присоединения дополнительно наркозного аппарата имеется блок дозиметров 28, соединенный с впускным клапаном, содержащий ротаметры 24» 25 на кислород и на закись азота. Для изменения подачи г",çà установлены соответственно ьентили 26 и 27. С блоком дозиметров соединен резиновый мешок 28, для предотвращения черезмерного наполнения и разрыва резинового мешка в блоке дозиметров предусмотрен предохранительный клапан 29, для изменения процентного соотношения в подаваемой пациенту газовой смеси воздуха с кислородом и (или) закисью азота и для предотвращения нарушения работы аппарата в случае прекращения подачи кислорода и (или) закиси азота предусмотрен клапан 30.

Мех выдоха, аналогично, в зависимости от положения золотника 11 (на линии пациента) связан или с тройником пациента через измеритель вентиляции 31, или с выпускным кла па ном 32.

С целью осуществления пассивного выдоха линия выдоха пациента отсекается от меха выдоха краном 33, который одновременно соединяет мех выдоха с атмосферой (это поло>кение указано на чертеже). С целью регулирования разре>кения во время выдоха между линней выдоха и линией вдоха установлен клапан 34, нагруженный пру>к!и(ой 35, изменяя натяжение которой меняют разре>кение в конце выдоха. С целью экономии кислорода и (или) закиси азота при работе по полуоткрытой системе, а также для предотвращения искажения дозировки наркотической смеси при работе по полузакрытой системе наркоза с указанным выше клапаном последовательно соединен кран 36. С целью быстрого и непосредственного перехода к спонтанному дыханию и обратно в липин вдоха и лиш(и выдоха устаноьлеп сдвоенный кран 37, имеющий рукоятку 38. Для предохранения пациента от создания в его легких черезмерно г

15 0

25 зо

so

65 большого давления или разрежения в линии вдоха и в линии выдоха соответствеш(о устапю(злепы предохранительные клапаны 39 и 40.

С целью увеличения сопротивления выдоху пациента в необходимых случаях в линии выдоха предусмотрен вентиль 41.

С целью контроля давления и разрежения в линии вдоха и выдоха пациента предусмотрен маповакуумметр 42, включаемый при на>катни па кнопку 43.

Для управления системой «откликания» при вспомогательном дыхании с линией пациента с помощью трубопровода связана мембран-! ная коробка 44, с мембраной 45 связаны две пары контактов 46 и 47.

С целью проведения вспомогательного дыхания в аппарате предусмотрена электрическая система откликания (см. фиг. 2), включенная тумблером 48 и содерж HIl,ая блок питания 49, параллелы!О которому подключена обмотка 50 электромагнитного клапана 19, последовательно этой обмотке включен нормально замкнутый контакт 51 реле 52; в цепь обмотки последнего включено регулируемое реле времени, необходимое для проведеш(я дыхательного цикла в случае прекращения дыхательных попыток пациента и состоящее из емкости конденсатора 53, газоразрядной лампы 54 и потенциометра 55 Для снижения величины тока через контакты 46 и 47 последовательно с

НИЪi(И ВК. IЮЧЕПЫ COIIPÎTilB, !CНИЯ СООТВРТСТВР!1но 56 и 57.

Для увеличения времени разряда лампы 54 во время срабатывания реле времени последовательно с лампой установлено сопротивление 58.

Аппарат работает следующим образом.

Мехи 1 и 2 приводятся в движение с помощью попеременно создаваемого B пространстве под колоколом 3 да(злеиия и разреже(шя, получающихся прп соединении этого пространства с линиями нагнетания или отсасывания воздуходувки 14. С пространством под колоколом связана также мембранная коробка 8.

Пружинно-рычажный механизм 12 позволяет мембране 9 и связанными с !Ией золотниками

10 H 11 находи ься To. IBKO I? Одном !",з,JI3> х крайних положений. В акте вдоха линия нагнетания воздуходувки соединяется через золот((ик 10 с простp((IIcTBoill Г(од Ko;IQKQPIOì и мехи 1 и 2 сжимаются. 1(огд;(з!ех!! полностью сожмутся, давлеп(!е в этой линии резко повысится. Натяжение пружины 13 выбрано таким, что при этом мембрана 9 и золотники

N H 11 перейдут в новое положение — поло>кение выдоха. При этом к пространству под колоколом присоединяется лиш!я отсасывания воздуходувки, что вызывает расширение мехоВ 1 и 2. Верхняя крышка мехов поднимается;, когда оиа дойдет до упора 4, поz колоколом резко увеличится разрежение. Это, в свою очередь, вызывает переход мембраны 9 и золотников 10 и 11 в поло>кение вдоха. Таким образом, обеспечивается непрерывная смена циклов дыхания, причем положение пере177597 движиого упора 4 определяет амплитуду дьч!—

>КСИИЯ МЕХОВ, 3 С;!ЕДОВ2ТЕЛЬНО, И ДЫХЯТЕЛЬНЬ!,"! объем. Связанная с упором стрелка 6 и шклл3 объемов 7 позволяют установить треб;ему!0 величину дь1х2тельнОГО Ооъема. 1 0гдс1 с пространством под колоколом соединены;,инин нагнетания воздуходувки, то линия отсасывания ",åðåç золотник 10 соединена с атмосферой, при отсасывашш газа из-под колокола с атмосферой соединена линия нагнетания.

Скорость подачи газа под колокол определ)lстся поло>"=i!i!cзl вентиля 17, л ОЛ2ГОдаря

II2личию клапана 1" иа скорость отсасывания

Г233 Из-Под 1 .Олоколл 01 азывлеТ в !I! I!!lie ПОложеиие вентилей 16 и 17. Таким образом, начальная регулировка соотношения между временем вдоха и выдоха осуществляется вентилем 16. Каждому поло>кению вентиля 17 соответстгует определенное положение вентиля 16, поскольку оии механически связаны между собой. Профиль вентиля 16 выбран таким образом, что обеспечивается точное выдерживание заданного соотношения х!е <ду временем вдоха и вь1доха при "!icоой минутli0II ВЕПТИЛЯЦИИ.

Поскольку при постоянно.,l соотиоше !ии между временем вдоха и выдоха минутная вентиляция зависит только от скорости вдувания, то рукоятку вентиля 17 можно устанавливать непосредственно по шкале, выражающей минутную вентиляцию.

В липин отсасывания воздуходувки имеется калиброванное отверстие, открываемое электромагнитным клапаном 19. Когда по обмотке клапана идет ток, это отверстие открывается, что вызывает сии>кение разрежения под колоколом.

Диаметр отверстия выбран таки.». ооразом, что разрежение становится несколь: э меиьш Р, ч с м p a a p c»i е и и е, п р и It o x o p o t и р 0 и с х 0 д и т переключение с выдоха на вдох. Таки оорлзом, включение электромагнитного клапана вызывает остановку аппарата в поло>кении, соответствующем концу выдоха.

Золотник 11 осуществляет необходимую коммутацию в лиши пациента: во время с>катия мехов (вдох) мех вдоха 1 через золотник 11 соединяется " трошшком пациента 20, at.I,!to!a 2 газовая cree» выо,>асывается через выпускной клапан 82.

Когда крышка мехов идет вверх (выдох), мех вдоха 1 набирает новую порцию глзогой смеси через впускной клапан 22, л мех выдоха 2 соединен с тройником пациента 20, и осугцествляет выдох. В начальной части выдоха, когда давление в легких егце положительное, некоторый объем газа выходит из них, минуя мех выдохл 2, непосредственно через клапан 82.

В тот момент, когда разрежение в мехе станет достаточным, чтооы преодолеть действие пружины 35, клапан 84 откроется. и остальную часть выдоха разрежение в легких будет поддерживаться иа данном уровне. Итак, меняя с помощью специальной рукоятки натяже10

15 г0

35 о

i èå пружины 35, можно изменять разре>кение в iегких в конце выдоха. Трехходовой краи 88 позгол,ет получить пассивный nbuox (т. е. выдох под действием естественной эластичности легких и стенок грхдиой клетки). В положеli!iii, . казанном ил ч)иг. 1, данный кр3и отключает от меха выдоха 2 линшо пациента, тлк что весь выдыхлемый газ выходит через клапан 82, л мех выдоха соединен с лтмосферо!, . Когда проводится искусственное дыхание с 2ктивиыъ! Bhl toxoht, To краи 88 соединяет мех выдоха с линией пациента.

Поскольку в мех выдо ia в конце каждого акта Fû÷oÿ через клапан .И подсасывлется глз, который в течение следующего вдоха будет выведен из аппарата через выпускной клапан 82, то при проведении искусственного дыхания во время наркоза по полуоткрытой системе или же оез наркоза при обогащешш гдыхлемого воздуxa кислородом и (или) закисью азота для экономии этих глзов целесообрл"-ио в мех гыдохл подсасывать атмосферный воздух. B то же время во время проведен;!я искусственного дыхания по полузакрытой системе для предотвращения разбавления изорлниой наркотической смеси воздухом (т. е. сии>кения концентрации наркотического газа или пара) в мех выдоха необходимо подсасывать наркотическую смесь.

Необходимое переключение достигается при помощи крана 86 (нл фиг. 1 он показан в положении. соответствующем подсосу в мех выдоха атмосферного воздуха).

Для быстрого перехода от искусственного дыхания к самостоятельному и обратно, что бывает нужно, например в начальной и заключительной части наркоза, используется сдвоенный кран 37 На фиг, 1 он показан в положен:!и Искусственного дыхания. При его повороте ил 90 пациент окажется связанным непосредственно с впускным и выпускным кллпанлмн 22 и 32, что позголяет ему дышать самостоятельно, а мехи 1 п 2 от пациента тем

>ке краном 37 будут отключены.

Пациенту подается газ, входяший в лп iaрат через клапан 22. В аппарате предусмотрен блок дозиметров, устанавливаемый на патрубок, связаиньш с клапаном 22. С помощью блока дозиметров можно обогащать вдыхаемый воздух кислородом и (или) закисью азота в необходимом количестве. Блок дозиметров выключает ротаметры 24 и 25 соответственно иа кислород и закись азота с регулируюгцими вентилями, резиновый мешок 23, где происходит смешение газов. Предохранительный клапан 29 не допускает черезмерного повышения давления газов в мешке в случае

Ошибочной установки, слишком большой подачи газов через дозиметры.

Если суммлр aÿ подача газов меньше мину TiioA вентц тяции, у стлг!Овленио!1 П3 atliiapaте, то в ..!ех 1 б)удсг злсасывлться воздух через кллпли 30. Тлкл i конструкция и место установки блока дозиметров позволяет точно до31!РОВЛТЬ ОИЦЕНТРЯЦИIО КИСЛОРОД3 lt (ИЛИ) 33177597

I0

á5 киси азота во вдыхаемой газовой смеси, причем изменение подачи газов Ile влияет «я установленный на аппарате режим искусственного дыхания.

Для проведения искусственного дыхания во время наркоза с использованием смеси, создаваемой в наркозном аппарате любой марки, выходной патрубок последнего соедпие с клапаном 80 (или клапаном 22, если блок дозиметров пе используется). Чтобы в этих условиях вести наркоз по полузакрытой системе, достаточно соединить шлангом выпускной клапан 82 с входным пятрубком наркозного аппарата.

Вдыхаемая газовая смесь увлажняется и подогревается, проходя через увлажнительподогреватель 21. В случае вызванного какими-то причинами повышения давления в линии пациента выше 30 сл вод. ст. сработает предохранительный крап давления 38. Лналогично предохранительный клапан разрежения

40 не допускает увеличения разрежения в линии пациента выше 15 см вод. ст.

С помощью измерителя вентиляции 31, включенного в линию выдоха, можно измерять дыхательный объем и минутную вентиляцию.

Давление и разрежение в тройнике пациента 20 измеряются при помощи мановакуумметра 42, включаемого при нажатии на кнопку 48.

В некоторых случаях, во время легочных операций, бывает необходимо «раздуть» легкие, то есть временно увеличить функциональную остаточную емкость легких или увеличить среднее легочное давление. Для осуществления этого в линии выдоха предусмотрен вентиль 41 Если его закрывать, то увеличивается сопротивление выдоху, что вызовет снижение разрежения в конце выдоха до О, и даже в конце выдоха в легких пациента может существовать давление. Тем самым и осуществляется «раздуванпе» легких.

С линией пациента связана мембранная коробка 44. Во время вдоха под действием давления резиновая мембрана 45 прогибается влево, замыкая контакты 47. При попытке пациента вдохнуть мембрана 45 замыкает контакты 46. Для проведения вспомогательного дыхания, т. е. искусственного дыхания, синхронизированного со слабыми дыхательными попытками пациента, кран 88 ставят в положение пассивного выдоха и включают тумблер

48 (см. фиг. 2).

При замыкании контактов 47 постоянный ток от блока питания 49 проходит по обмотке

50 электромагнитного клапана 19 через нормально замкнутые контакты 51 реле 52.

3а счет этого открывается отверстие в линии отсасывания воздуходувки 14, и аппарат останавливается в положении конца вдоха.

Открытие данного отверстия пе нарушает работу аппарата в акте вдоха поскольку в это л акте линия отсасывания воздуходувки 14 и тяк соеди,.спя золотником 10 с атмосферой.

А5

Прп слабой попытке пациента вдохнуть в дыхат л ьпых III;IB III ÿõ и в связанной с ними коробке 44 разовьется р".çðåûåíèå. Когда оно достигает определенной величины (0,5 — ся вод. ст.), резиновая мембрана 45 замкнет контакты 46. При этом ТоК пройдет через обмотку реле 52, реле сработает и разомкнет контакты 51, так что под действием пружины электромагнитный клапан перекроет отверстие г, линии отсасывания воздуходувки, что приведет к быстрому нарастанию разрежения в пространстве под колоколом 8 и в мембранной коробке 8 до величины, при которой золотI:è!lè 10 и 11 займут положение вдоха. Кяк только произойдет отпускание реле, снова замкнутся контакты 51 реле, и аппарат опять остановится после осуществления одного дыхательного цикла. Следующая попытка повторит весь процесс и т. д.

Однако не исключена возможность внезапного прекращения дыхательных попыток. В этом случае необходимо все же обеспечить срабатывание через опредеченное время реле 52. Это достигается следующим образом.

По окончании каждого вдоха размыкаются контакты 47 и емкость конденсатора 53 начипает заряжаться от блока питания 49. Когда потенциал на емкости конденсатора 53 станет равным напряжению зажигания газоразрядпой (неоновой) лампы 54, через нее пойдет ток, что вызовет срабатывание реле 52 даже и в отсутствии замыкания контактов 46 (т. е. в отсутствии дыхательной попытки пациента).

Бремя выдержки, как известно, определяется постоянной времени цепи, в данном случае произведением емкости конденсатора 58 на сопротивление потенциометра 55, причем время выдержки можно менять с помощью потенциометра 55. Когда потенциал на конденсаторе 53 снизится до напряжения погасания лампы 54, то ток через нее, а следовательно, и через обмотку ре.че 52 прекратит идти. Для увеличения времени срабатывания клапана 19 применено реле 52 с замедленным временем отпускания. Той же цели служит сопротивление 58. Чтобы возвратить схему к начальному положению, т. е. для полного разряда емкости конденсатора 58, используются контакты

47, замыкающиеся во время вдоха, который осуществляется аппаратом, Сопротивления 56 и 57 уменьшают ток соответственно через контакты 46 и 47.

Во время проведения искусственного дыхания желаемую вентиляцию устанавливают по шкале вентилем 17 (см. фиг. 1), а дыхательный объем — упором 4 по шкале 7. После этого задают необходимое разрежение на клапане 84; если же требуется пассивный гыдох, то устанавливают в соответствующее положение кран 88. Кран 86 устанавливается в зависимости от избранной схемы наркоза (полуоткрытой или полузакрытой) При необходимости перевести пациента пя cnollxa»»oe дыхание поворачивают п .кояткой ?Л Kp;III 87.

Для раздувания легких используется измеритель вентиляции Л.

Чтобы перевести к осуществлению вспомогательного дыхания, достаточно включить тумблер 48 (см. фиг. 2). Дыхательный объем в этом случае также определяется поло кением упора 4, а частота дыхания определяется самим пациентом. Необходимо также установить кран ЗЗ в поло кение пассивного выдоха и с помощью потенциометра 55 установить время выдержки (обычно это время устанавливается несколько большим, чем время

В61доха ) .

Предмет изобретения

1. Аппарат для искусственного дыхания, содер>кащий приводную воздуходувку, мембранную коробку, мехи вдоха и выдоха, увлажнитель-подогреватель, блок дозиметров с эластичным мешком и систему трубопроводов с кранами, вентилями и I .ëàïàíàìè, отличающийся тем, что, с целью проведения вспомогательного дыхания, а также искусственного дыхания с активным вдохом и пассивным выдохом, в нем установлены мембранная коробка с контактным устройством, управляющая

177597

10 при дыхательных попытках пациента электромагнитным клапаном в линии отсасывания воздуходувки, и кран, который может отключать пациента от меха выдоха и одновремен5: о соединять мех выдоха с атмосферой.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки на заданный режим работы, вентиль установки времени выдоха механически связан с вентилем уста10 новки величины минутной вентиляции.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью осуществления быстрого перехода от искусственного к спонтанному дыханию и обратно, в линиях вдоха и выдоха установлен

15 сдьоенный кран.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностеи устройства, в нем установлен клапан для подсоединения блока дозиметров, а

20 также вентиль для повышения сопротивления выдоху.

5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью экономии кислорода при проведении искусственного дыхания по полуоткрытой сис25 теме, в нем установлен трехходовой кран, расположенньш последовательно с клапаном регулировки разрежения, который может сообщаться с атмосферои.

177597

5б

Составитель Е. Я. Ланцбург

Редактор A. И. Пименова Тсхред Т. П. Курилко Корректоры: Л. В. Тюнясва и Е. Д. Курдюмова

Заказ 13/14 Тираж 600 <1>ормат бум. 60 90 /8 Объем 0,64 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по дслам изобретений и открытий при Совстс Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, 4

Типография, пр. Сапунова, 2