EA025935B1 - Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких - Google Patents

Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких Download PDF

Info

Publication number
EA025935B1
EA025935B1 EA201491758A EA201491758A EA025935B1 EA 025935 B1 EA025935 B1 EA 025935B1 EA 201491758 A EA201491758 A EA 201491758A EA 201491758 A EA201491758 A EA 201491758A EA 025935 B1 EA025935 B1 EA 025935B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
flow
pulse
oxygen
pulse interval
average
Prior art date
Application number
EA201491758A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201491758A1 (ru
Inventor
Дзе Чэн
Original Assignee
Бейджин Аеонмед Ко., Лтд.
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 Бейджин Аеонмед Ко., Лтд. filed Critical Бейджин Аеонмед Ко., Лтд.
Publication of EA201491758A1 publication Critical patent/EA201491758A1/ru
Publication of EA025935B1 publication Critical patent/EA025935B1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • 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
    • A61M16/01—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes specially adapted for anaesthetising
    • 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
    • A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022—Control means therefor
    • A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
    • 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
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • 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
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/104—Preparation of respiratory gases or vapours specially adapted for anaesthetics
    • 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
    • A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
    • 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
    • A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • 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
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02—Gases
    • A61M2202/0208—Oxygen
    • 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
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02—Gases
    • A61M2202/0241—Anaesthetics; Analgesics
    • 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
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • A61M2205/3334—Measuring or controlling the flow rate

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Предлагается способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких, включающий следующие шаги: шаг А, с использованием заранее заданного интервала времени в качестве одного интервала импульса, процессор делит дыхательный цикл на множество последовательных интервалов импульсов; шаг В, блок обработки данных рассчитывает средний поток вдоха в каждом интервале импульсов согласно потокам вдоха в дыхательном цикле, которые определяются блоком определения, и затем вычисляет средний поток кислорода на этой стадии на основании среднего потока вдоха; и шаг С, блок управления выбирает электромагнитный клапан и управляет его временем открытия и временем закрытия на основании среднего потока кислорода, который был вычислен на предыдущем шаге, чтобы осуществлять управление потоком кислорода для каждой стадии. Разделение одного дыхательного цикла на многочисленные последовательные стадии с одинаково разделенными периодами импульсов, вычисление потока кислорода для каждой стадии и затем управление открытием/закрытием электромагнитного клапана так, чтобы осуществлять регулирование потока кислорода, обеспечивает точное регулирование концентрации кислорода во время вентиляции и, таким образом, позволяет обеспечить повышенную безопасность и стабильность аппарата ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких.

Description

(57) Предлагается способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких, включающий следующие шаги: шаг А, с использованием заранее заданного интервала времени в качестве одного интервала импульса, процессор делит дыхательный цикл на множество последовательных интервалов импульсов; шаг В, блок обработки данных рассчитывает средний поток вдоха в каждом интервале импульсов согласно потокам вдоха в дыхательном цикле, которые определяются блоком определения, и затем вычисляет средний поток кислорода на этой стадии на основании среднего потока вдоха; и шаг С, блок управления выбирает электромагнитный клапан и управляет его временем открытия и временем закрытия на основании среднего потока кислорода, который был вычислен на предыдущем шаге, чтобы осуществлять управление потоком кислорода для каждой стадии. Разделение одного дыхательного цикла на многочисленные последовательные стадии с одинаково разделенными периодами импульсов, вычисление потока кислорода для каждой стадии и затем управление открытием/закрытием электромагнитного клапана так, чтобы осуществлять регулирование потока кислорода, обеспечивает точное регулирование концентрации кислорода во время вентиляции и, таким образом, позволяет обеспечить повышенную безопасность и стабильность аппарата ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к области технологий для регулирования концентрации газообразного кислорода в аппаратах искусственной вентиляции легких и ингаляционной анестезии, и касается, в частности, способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких.
Обзор известных технических решений
Концентрация кислорода в газе, подаваемом из аппарата искусственной вентиляции легких - это существенный показатель вентиляции для пациента. В существующих аппаратах искусственной вентиляции легких воздушно-кислородной смесью, которые используются в клинической практике, концентрация кислорода может регулироваться в диапазоне 21-100%. Чтобы устранить аноксическое состояние пациента как можно скорее, как это требуется терапией, концентрация кислорода должна быть отрегулирована до некоторого уровня с помощью регулирования сжатого воздуха и высоконапорного газообразного кислорода согласно соотношению, установленному аппаратом искусственной вентиляции легких, так что если блокируется один из компонентов, сжатый воздух или высоконапорный газообразный кислород, то только другой из них может выпускаться. Например, если газообразный кислород блокирован, то только воздух может выпускаться; и если воздух блокирован, то только 100%-ый газообразный кислород может выпускаться, и, следовательно, пациент будет смертельно отравлен вследствие вдыхания большого количества чистого кислорода в течение длительного времени.
Как можно видеть из вышеописанного анализа, во время вентиляции аппаратом искусственной вентиляции легких пациента концентрация газообразного кислорода нуждается в точном регулировании. В известном уровне техники, чтобы улучшить точность при регулировании концентрации газообразного кислорода, в некоторых аппаратах искусственной вентиляции легких применяется пропорциональный клапан. Хотя пропорциональный клапан может несколько улучшить точность регулирования концентрации газообразного кислорода, стоимость оборудования значительно увеличивается, поэтому применение пропорционального клапана ограничено. В другой обычной реализации для регулирования концентрации кислорода используется игольчатый клапан, например, в заявке на патент КНР № 01203459.9 предусматривается винтовой клапан, регулирующий поток для аппарата искусственной вентиляции легких на основании принципа, согласно которому прямо-пропорциональное регулирование потока кислорода или концентрации кислорода реализуется регулировкой степени открытия (0-120°) клапанной иглы игольчатого клапана. Однако игольчатый клапан изготавливается с использованием чисто механической технологии, поэтому диапазон погрешности регулирования игольчатого клапана прямо связан с точностью технологии механической обработки, и даже среди игольчатых клапанов одной партии диапазон погрешности регулирования параметра является значительным; кроме того, процесс монтажа игольчатого клапана относительно сложен, поэтому стоимость производства будет возрастать, и требования современного рынка аппаратов искусственной вентиляции легких не смогут быть выполнены.
Сущность изобретения
Поэтому целью данного изобретения является создание способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких, чтобы точно регулировать концентрацию газообразного кислорода и подавать кислород в аппарате искусственной вентиляции легких безопасно, стабильно и надежно.
Чтобы достигнуть вышеописанных целей, изобретение использует следующие технические решения.
Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких включает:
шаг А: разделение процессором дыхательного цикла на множество последовательных интервалов импульсов выбором заранее заданного временного интервала в качестве интервала импульсов;
шаг В: вычисление блоком обработки данных средней величины потока вдоха в каждом интервале импульсов согласно величине потока вдоха, определяемой блоком определения в дыхательном цикле, и затем вычисление средней величины потока кислорода в интервале импульса согласно средней величине потока вдоха;
шаг С: выбор блоком управления подходящего электромагнитного клапана согласно средней величине потока кислорода в каждом интервале импульсов, рассчитанной на шаге В, и управление блоком управления временем открытия и временем закрытия электромагнитного клапана, для обеспечения таким образом управления величиной потока кислорода в каждом интервале импульсов.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких средняя величина потока вдоха в каждом интервале импульсов на шаге В равняется средней величине потока вдоха соответствующего интервала импульсов в непосредственно предшествующем дыхательном цикле.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких на шаге С величина потока кислорода регулируется открытием и за- 1 025935 крытием по меньшей мере одного электромагнитного клапана.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких сумма пропускных способностей всех по меньшей мере из одного электромагнитного клапана больше чем 120 л/мин.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких блок управления управляет открытием и закрытием одного или более электромагнитных клапанов согласно величине потока кислорода, и электромагнитные клапаны выбирают для управления на основании принципа предпочтительного использования клапана малого потока и принципа избегания, насколько возможно, кратковременного открытия клапана большого потока.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких время открытия и время закрытия электромагнитного клапана в интервале импульса определяются коэффициентом заполнения для электромагнитного клапана.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких длительность интервала импульсов на шаге А является постоянной.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких средняя величина потока вдоха в интервале импульса на шаге В рассчитывается по следующей формуле:
где 1; - время начала интервала импульсов, ' - средняя величина потока вдоха в интервале импульса и
О, - мгновенная величина потока.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких средняя величина потока кислорода рассчитывается как = 2^(/702-21)/79 где ΡίΘ2 - заданное значение концентрации кислорода.
В предпочтительной форме осуществления описанного выше способа широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких длительность интервала импульсов составляет 200 мс.
Положительные результаты изобретения описаны ниже. Согласно способу широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких, предлагаемому в изобретении, дыхательный цикл разделяется на множество последовательных стадий, то есть равномерно расположенные периоды импульсов, величина потока кислорода на каждой стадии вычисляется, и затем величина потока кислорода на каждой стадии регулируется с помощью управления открытием и закрытием электромагнитного клапана, таким образом концентрация газообразного кислорода во время вентиляции может регулироваться точно, и улучшается безопасность и стабильность аппарата искусственной вентиляции легких или аппарата ингаляционной анестезии.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан график величины потока вдоха согласно форме осуществления изобретения.
На фиг. 2 показан график идеальной величины потока кислорода согласно форме осуществления изобретения.
Фиг. 3 представляет собой диаграмму, показывающую аппроксимированную величину потока кислорода согласно форме осуществления изобретения.
Подробное описание форм осуществления изобретения Технические решения изобретения будут дополнительно проиллюстрированы ниже вместе с прилагаемыми чертежами и конкретными формами осуществления.
Изобретение обеспечивает способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких, и этот способ может использоваться, чтобы точно управлять концентрацией кислорода во время вентиляции аппаратом искусственной вентиляции легких. Основа для понимания способа заключается в следующем: во время вдоха величина потока газообразного кислорода может быть рассчитана, исходя из
- 2 025935 заданного значения дыхательного объема и заданного значения концентрации кислорода, и предполагается, что величина потока газообразного кислорода на каждой из множества стадий, полученных разделением длительности вдоха, является переменной, при этом время вдоха разделено на множество стадий, например, на отрезки по 200 миллисекунд (мс), и затем величина потока кислорода на каждой стадии длительностью 200 мс регулируется, и закрытием и открытием электромагнитного клапана управляют согласно величине потока кислорода, рассчитанной на этой стадии, так, чтобы могла быть получена точная концентрация кислорода. Способ в частности включает:
Шаг А: разделение процессором дыхательного цикла на множество последовательных интервалов импульсов выбором заранее заданного временного интервала в качестве интервала импульсов.
Шаг В: вычисление блоком обработки данных средней величины потока вдоха в некотором интервале импульса согласно величине потока вдоха, определяемой блоком определения в дыхательном цикле, и затем вычисление средней величины потока кислорода в этом интервале импульса согласно вычисленной средней величине потока вдоха.
Шаг С: выбор блоком управления подходящего электромагнитного клапана согласно средней величине потока кислорода в каждом интервале импульсов, рассчитанной на шаге В, и управление блоком управления временем открытия и временем закрытия электромагнитного клапана и, таким образом, управление величиной потока кислорода в интервале импульса.
Как показано на фиг. 1-3, на шаге А предполагается, что скорость потока газообразного кислорода изменяется со временем, и дыхательный цикл разделяется на множество последовательных интервалов. Здесь разделение дыхательного цикла на интервалы импульсов должно определять каждый интервал импульсов бТ, и принцип для разделения - сделать 6Т как можно более постоянным значением. В данной заявке интервал импульсов имеет длительность 200 мс, но он не ограничен 200 мс. Практически, длительность интервала импульсов может быть выбрана такой, как требуется, и, следовательно, в некоторых случаях она может быть соответственно удлинена или сокращена (особенно в случае последнего интервала импульсов во время вдоха или во время выдоха); например, в случае длительности вдоха Τί=1250 мс и длительности выдоха Те=1501 мс, интервалы импульсов 6Т после разделения являются следующими: {[200,200,200,200,200,250]; [200,200,200,200,200,200,200,101]}.
Поскольку в большинстве режимов (за исключением полностью принудительной вентиляции) аппарата ингаляционной анестезии или аппарата искусственной вентиляции легких длительность вдоха и длительность выдоха не имеют заранее заданных значений, интервалы импульсов 6Т автоматически создаются в непосредственно предшествующем дыхательном цикле (за исключением синхронизированной перемежающейся принудительной вентиляции (ЗупсНгош/еб 1п1сгт111сп1 Мапба1огу УепШабоп, §1МУ)), и определение длины последнего интервала импульсов во время вдоха или выдоха является критическим.
Блок обработки данных вычисляет среднюю величину потока вдоха в некотором интервале импульса согласно величине потока вдоха, определяемой блоком определения в дыхательном цикле, и затем вычисляет среднюю величину потока кислорода в этом интервале импульса согласно вычисленной средней величине потока вдоха. Здесь средняя величина потока вдоха относится к средней величине потока вдоха в одном интервале импульса, то есть средней величине потока вдоха соответствующего интервала импульса, начинающегося со времени 11 в непосредственно предшествующем дыхательном цикле, и может быть рассчитана по формуле 1
где 11 - время начала некоторого интервала импульса, 1 - средняя величина потока вдоха в этом интервале импульса и О, -мгновенная величина потока.
Эта формула 1 означает по сути, что средняя величина потока вдоха равняется интегралу мгновенных величин потока по времени.
Идеально, как показано на фиг. 1 и 2, величина потока кислорода должно строго удовлетворять приведенной ниже формуле 2
6^=6,.(/702-21)/79, где Ц02 - величина потока кислорода, О, - величина потока вдоха и ΡίΘ2 - заданное значение концентрации кислорода.
Согласно формулам 1 и 2, формула 3 средней величины потока кислорода ’’ соответствующей некоторой средней величине потока вдоха, может быть получена как:
£,^=0^02-21)/79
В соответствии с описанным выше примером разделения на интервалы импульсов, величины потока кислорода в интервалах импульсов могут быть рассчитаны согласно описанным выше формулам 1, 2 и 3 как: {[4,5; 9; 6; 3,5; 1,2; 0]; [7,9; 7,3; 7,3; 7,3; 7,3; 7,3; 7,3; 7,3]}.
Согласно средней величине потока кислорода, рассчитываемой по формуле 3, блок управления
- 3 025935 управляет закрытием и открытием электромагнитного клапана, чтобы регулировать среднюю величину потока кислорода; чтобы улучшить точность при регулировании величины потока и скорости потока кислорода, величина потока газообразного кислорода регулируется на шаге С открытием и закрытием по меньшей мере одного электромагнитного клапана. Поскольку расход 120 литров в минуту является заданным показателем рабочей характеристики аппарата, то есть, максимальный расход потока, обеспечиваемый аппаратом, не может быть ниже 120 л/мин, сумма пропускных способностей всех электромагнитных клапанов должны быть больше чем 120 л/мин.
Время для открытия и закрытия по меньшей мере одного электромагнитного клапана определяется однажды в каждом интервале импульсов. Поскольку возможны различные схемы приблизительного достижения некоторой величины потока кислорода, используются два принципа, то есть (1) принцип преимущественного использования клапанов малого потока и (2) принцип избегания кратковременного открытия клапанов большого потока. Здесь первый принцип (1) используется для того, чтобы определить, какие клапаны могут быть открыты, как самое большее, в некотором интервале импульса; и второй принцип (2) используется для того, чтобы выбрать некоторый клапан(-ы), который будет открыт, из клапанов, определяемых первым принципом (1).
Коэффициент заполнения относится к соотношению между временем открытия и временем закрытия клапана в некотором интервале импульса, и существенен в данной заявке. В интервале импульса 6Τ состояние каждого клапана может быть представлено с помощью Τνί=[Το,Το], где То - время открытия клапана и Тс - время закрытия клапана. Если клапан закрыт, То=0 и Те=бТ и так далее. Группа состояний клапанов может быть определена для каждого интервала импульсов, например, для 8 клапанов, Τν={Τν1,Τν2,Τν3 ,Τν4,Τν5,Τν6,Τν7,Τν8 }.
Величина потока кислорода в каждом интервале импульсов рассчитывается по формуле 3, находится оптимальный клапан, и открытие и закрытие электромагнитного клапана управляется в интервале времени 200 мс, таким образом концентрация кислорода может точно регулироваться. Ниже способ управления согласно изобретению дополнительно иллюстрируется примером: например, в случае восьми электромагнитных клапанов (однако количество электромагнитных клапанов в изобретении не ограничено 8, и чем больше количество электромагнитных клапанов, тем более точно будет регулироваться концентрация кислорода), если пропускные способности восьми электромагнитных клапанов соответственно равны Цу=[4, 4, 12, 12, 30, 30, 30, 30] и величина потока кислорода, которая ожидается от управления в некотором интервале импульса, определяется по формуле 3 как 9, тогда поиском среди клапанов в порядке увеличения пропускной способности согласно первому принципу может быть найдено, что самое большее могли бы использоваться три клапана с соответствующими пропускными способностями 4, 4 и 12, то есть первый, второй и третий клапаны, и затем поиском среди этих 3 клапанов в порядке уменьшения пропускных способностей согласно второму принципу будет найдено, что только клапан с пропускной способностью 12 (то есть, третий клапан) должен быть открытым, и состояние этого третьего клапана - [9*200/12, 3*200/12]. Соответственно, концентрация кислорода регулируется открытием и закрытием этого электромагнитного клапана.
Технические принципы изобретения были описаны выше совместно с конкретными формами осуществления. Это описание используются только для объяснения принципов изобретения, а не для того, чтобы каким-либо образом ограничивать объем изобретения. Другие конкретные реализации могут быть выполнены специалистами в данной области техники на основании приведенного здесь объяснения без творческой работы, и все эти реализации находятся в пределах охраны изобретения.

Claims (10)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппарате ингаляционной анестезии или аппарате искусственной вентиляции легких, в котором на шаге А: разделяют дыхательный цикл процессором на множество последовательных интервалов импульсов путем выбора заранее заданного временного интервала в качестве интервала импульсов;
    на шаге В: вычисляют блоком обработки данных среднюю величину потока вдоха в каждом интервале импульсов согласно величине потока вдоха, определяемой блоком определения в дыхательном цикле, и затем вычисляют среднюю величину потока кислорода в интервале импульса согласно расчетной средней величине потока вдоха, и на шаге С: выбирают блоком управления соответствующий электромагнитный клапан согласно средней величине потока кислорода в каждом интервале импульсов, рассчитанной на шаге В, и управляют с помощью блока управления временем открытия и временем закрытия электромагнитного клапана для обеспечения таким образом управления величиной потока кислорода в интервале импульса.
  2. 2. Способ по п.1, в котором средняя величина потока вдоха в каждом интервале импульса на шаге В равняется средней величине потока вдоха соответствующего интервала импульса в непосредственно предшествующем дыхательном цикле.
  3. 3. Способ по п.1, в котором на шаге С величину потока кислорода регулируют открытием и закрытием по меньшей мере одного электромагнитного клапана.
    - 4 025935
  4. 4. Способ по п.3, в котором сумма пропускных способностей всех из упомянутых по меньшей мере одного электромагнитного клапана больше чем 120 л/мин.
  5. 5. Способ по п.3, в котором блок управления управляет открытием и закрытием одного или более электромагнитных клапанов согласно величине потока кислорода и электромагнитные клапаны выбирают для управления на основании принципа предпочтительного использования клапана малого потока и принципа избегания, насколько возможно, кратковременного открытия клапана большого потока.
  6. 6. Способ по п.3, в котором время открытия и время закрытия электромагнитного клапана в интервале импульса определяются коэффициентом заполнения для электромагнитного клапана.
  7. 7. Способ по п.1, в котором длительность интервала импульсов на шаге А является постоянной.
  8. 8. Способ по п.2, в котором среднюю величину потока вдоха в интервале импульса на шаге В рассчитывают по следующей формуле:
    где 1; - время начала интервала импульса, средняя величина потока вдоха в интервале импульса, и С, - мгновенная величина потока.
  9. 9. Способ по п.8, в котором среднюю величину потока кислорода рассчитывают как ^=^(Г(Р2-21)/79 где ΡίΘ2 - заданное значение концентрации кислорода.
  10. 10. Способ по п.9, в котором длительность интервала импульсов составляет 200 мс.
EA201491758A 2012-12-26 2013-10-22 Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких EA025935B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210575443.4A CN103893888B (zh) 2012-12-26 2012-12-26 一种脉宽调制型的麻醉机或呼吸机
PCT/CN2013/085681 WO2014101543A1 (zh) 2012-12-26 2013-10-22 一种脉宽调制型的控制麻醉机或呼吸机内氧浓度的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491758A1 EA201491758A1 (ru) 2015-06-30
EA025935B1 true EA025935B1 (ru) 2017-02-28

Family

ID=50985656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491758A EA025935B1 (ru) 2012-12-26 2013-10-22 Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150328427A1 (ru)
CN (1) CN103893888B (ru)
EA (1) EA025935B1 (ru)
IN (1) IN2014MN02168A (ru)
WO (1) WO2014101543A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10675433B2 (en) 2017-05-25 2020-06-09 MGC Diagnostics Corporation Solenoid controlled respiratory gas demand valve
WO2022016428A1 (zh) * 2020-07-22 2022-01-27 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 吸入氧气浓度的调节方法和呼吸支持设备
CN112546388B (zh) * 2020-12-04 2023-03-14 可孚医疗科技股份有限公司 一种自适应脉冲式制氧机及其供氧控制方法和装置
CN113350638A (zh) * 2021-04-19 2021-09-07 苏州氧巢科技有限公司 一种呼吸感应节氧器及其电磁阀控制方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4902896A (en) * 1987-05-08 1990-02-20 Mine Safety Appliances Company Infrared fluid analyzer
US20080230062A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-25 General Electric Company Setting expiratory time in mandatory mechanical ventilation based on a deviation from a stable condition of exhaled gas volumes
US20090235925A1 (en) * 2007-03-28 2009-09-24 John Sylvester Power Aerosolisation system
WO2009115076A1 (de) * 2008-03-17 2009-09-24 Technologie Institut Medizin Gmbh Steuervorrichtung zur applikation von volatilen anästhesiegasen
CN101829386A (zh) * 2010-05-25 2010-09-15 张培林 麻醉机新鲜气体流量和氧气浓度智能控制装置
CN101955265A (zh) * 2010-08-20 2011-01-26 镇江华东电力设备制造厂 发电厂水、汽管道加氧控制方法
DE102010045839A1 (de) * 2009-09-21 2011-04-21 Weinmann Geräte für Medizin GmbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Beatmung mit Hintergrundfrequenz
CN102178993A (zh) * 2011-05-13 2011-09-14 苏州凯迪泰医学科技有限公司 气道正压高频通气模式的医用呼吸机
CN102266621A (zh) * 2010-12-31 2011-12-07 北京谊安医疗***股份有限公司 麻醉机的数据采集设备及其状态检测方法以及麻醉机
WO2012028997A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging system, computer system, and computer program product for sending control messages to an anesthesia system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4957107A (en) * 1988-05-10 1990-09-18 Sipin Anatole J Gas delivery means
US5558083A (en) * 1993-11-22 1996-09-24 Ohmeda Inc. Nitric oxide delivery system
US5626131A (en) * 1995-06-07 1997-05-06 Salter Labs Method for intermittent gas-insufflation
US5887611A (en) * 1996-12-31 1999-03-30 The University Of Florida Gas blender
US6269811B1 (en) * 1998-11-13 2001-08-07 Respironics, Inc. Pressure support system with a primary and a secondary gas flow and a method of using same
FR2831825B1 (fr) * 2001-11-08 2004-01-30 Intertechnique Sa Procede et dispositif de regulation a dilution pour appareil respiratoire
CN201085835Y (zh) * 2007-09-14 2008-07-16 北京高新华康科技有限公司 浓度可调供氧设备
US20090145428A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Sequal Technologies, Inc. System and Method for Controlling Supply of Oxygen Based on Breathing Rate
CN101310786B (zh) * 2007-12-28 2012-04-18 北京谊安医疗***股份有限公司 氧浓度调节装置及方法
WO2009123977A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-08 Nellcor Puritan Bennett Llc Ventilator based on a fluid equivalent of the "digital to analog voltage" concept
CN101474451A (zh) * 2009-01-20 2009-07-08 张培林 智能型呼吸机氧浓度控制装置
EP2425869A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-07 Imt Ag Beatmungsgerät und/oder Anästhesiegerät
KR101317927B1 (ko) * 2011-11-30 2013-10-16 주식회사 옥서스 산소 공급 장치 및 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4902896A (en) * 1987-05-08 1990-02-20 Mine Safety Appliances Company Infrared fluid analyzer
US20080230062A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-25 General Electric Company Setting expiratory time in mandatory mechanical ventilation based on a deviation from a stable condition of exhaled gas volumes
US20090235925A1 (en) * 2007-03-28 2009-09-24 John Sylvester Power Aerosolisation system
WO2009115076A1 (de) * 2008-03-17 2009-09-24 Technologie Institut Medizin Gmbh Steuervorrichtung zur applikation von volatilen anästhesiegasen
DE102010045839A1 (de) * 2009-09-21 2011-04-21 Weinmann Geräte für Medizin GmbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Beatmung mit Hintergrundfrequenz
CN101829386A (zh) * 2010-05-25 2010-09-15 张培林 麻醉机新鲜气体流量和氧气浓度智能控制装置
CN101955265A (zh) * 2010-08-20 2011-01-26 镇江华东电力设备制造厂 发电厂水、汽管道加氧控制方法
WO2012028997A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging system, computer system, and computer program product for sending control messages to an anesthesia system
CN102266621A (zh) * 2010-12-31 2011-12-07 北京谊安医疗***股份有限公司 麻醉机的数据采集设备及其状态检测方法以及麻醉机
CN102178993A (zh) * 2011-05-13 2011-09-14 苏州凯迪泰医学科技有限公司 气道正压高频通气模式的医用呼吸机

Also Published As

Publication number Publication date
CN103893888A (zh) 2014-07-02
EA201491758A1 (ru) 2015-06-30
CN103893888B (zh) 2017-05-24
WO2014101543A1 (zh) 2014-07-03
US20150328427A1 (en) 2015-11-19
IN2014MN02168A (ru) 2015-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120090611A1 (en) Systems And Methods For Controlling An Amount Of Oxygen In Blood Of A Ventilator Patient
CA2116814C (en) Medical ventilator
CN103893865B (zh) 一种呼吸机涡轮容量控制通气的方法
EP3365052B1 (en) Connection of a spontaneous delivery device to a concentrator
EA025935B1 (ru) Способ широтно-импульсной модуляции для регулирования концентрации кислорода в аппаратах ингаляционной анестезии или искусственной вентиляции легких
RU2013133454A (ru) Система и способ для инсуффляции и экссуффляции субъекта
JP2009502265A5 (ru)
CN103357095A (zh) 确定cpap治疗期间的泄漏
EP2286861A3 (en) Methods for providing expiratory pressure relief in positive airway pressure therapy
US20150068527A1 (en) Turbine ventilator pressure-controlled ventilation method
CN112368042B (zh) 一种通气检测方法及装置、通气设备、存储介质
US8789524B2 (en) Pulse width modulated medical gas concentration control
CN116392691A (zh) 用于无创呼吸设备的混氧控制方法及混氧控制设备
CN103055397A (zh) 呼吸机氧浓度的控制方法和装置
JP2017113238A (ja) 酸素供給方法
CN105879183A (zh) 一种呼吸机空氧混合浓度控制方法
CN116236663A (zh) 一种氧浓度控制装置
EP3479862A1 (en) Method for inhalation effect on the body, and apparatus for implementing same
CN108066874A (zh) 一种麻醉呼吸机吸气上升时间调节方法
CN110464948B (zh) 一种高频振荡模块的控制方法、装置及高频呼吸机
CN105749396B (zh) 一种自动调节基础流的方法
CN111744085B (zh) 用于控制针对麻醉仪器的新鲜气体配量的控制***和方法
CN108066864A (zh) 一种吸气阀和呼气阀协同控制的麻醉呼吸机压力控制方法
US20210393905A1 (en) Method of Pressure Control in a Mechanical Ventilator With Non-Proportional Solenoid Valves
RU2665624C2 (ru) Способ осуществления искусственной вентиляции легких и аппарат искусственной вентиляции легких, в котором реализован этот способ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU