RU167390U1 - DEVICE FOR NON-INVASIVE ARTIFICIAL VENTILATION OF LUNG NEWBORNS - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области медицинского приборостроения и может быть использована в реаниматологии для оказания респираторной поддержки новорожденным с острой дыхательной недостаточностью.Предлагаемый аппарат, взаимодействующий с дыхательным контуром пациента, содержащий модуль регулирования расхода дыхательной смеси, блок управления, модуль ввода данных, соединенный с блоком управления двунаправленной информационной линией связи, нагнетательный пневмоканал, а также первый и второй датчики давления, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу блока управления, причем модуль регулирования расхода дыхательной смеси снабжен пневмовходом для подачи воздуха, пневмовходом для подачи кислорода и пневмовыходом для подключения ко входу нагнетательного пневмоканала, выход которого предназначен для подсоединения к дыхательному контуру, при этом первый датчик давления снабжен пневмовходом для подсоединения к выходу дыхательного контура, а выход блока управления подключен к управляющему входу модуля регулирования расхода дыхательной смеси, дополнен новыми элементами и связями.В состав блока управления предложенного аппарата дополнительно введены модуль поправочных коэффициентов, содержащий первый и второй вычислители, и модуль стабилизации давления, содержащий ячейку памяти и схему стабилизации, причем оба модуля соединены между собой соответствующей двунаправленной информационной линией связи, а пневмовход второго датчика давления подключен к выходу нагнетательного пневмоканала. Оба упомянутых вычислителя предназначены для вычисления и храненияThe proposed utility model relates to the field of medical instrumentation and can be used in resuscitation to provide respiratory support for newborns with acute respiratory failure. control of a bi-directional communication line, pressure pneumatic channel, as well as the first and second pressure sensors, output each of which is connected to the corresponding input of the control unit, and the module for controlling the flow of the respiratory mixture is equipped with a pneumatic inlet for air supply, a pneumatic inlet for oxygen supply and a pneumatic outlet for connecting to the inlet of the pneumatic channel, the output of which is designed to be connected to the breathing circuit, while the first pressure sensor is equipped with air inlet for connecting to the output of the respiratory circuit, and the output of the control unit is connected to the control input of the respiratory flow control module of the mixture, supplemented with new elements and connections. The control unit of the proposed apparatus additionally includes a correction coefficient module containing the first and second computers, and a pressure stabilization module containing a memory cell and a stabilization circuit, both modules being interconnected by a corresponding bi-directional communication line and the pneumatic inlet of the second pressure sensor is connected to the outlet of the discharge pneumatic channel. Both mentioned calculators are intended for calculation and storage.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области медицинского приборостроения и может быть использована в реаниматологии для оказания респираторной поддержки новорожденным с острой дыхательной недостаточностью.The proposed utility model relates to the field of medical instrumentation and can be used in intensive care to provide respiratory support for newborns with acute respiratory failure.

Известны и считаются наиболее эффективными в терапии дыхательной недостаточности новорожденных аппараты неинвазивной искусственной вентиляции легких (далее - ИВЛ) с использованием дыхательных контуров, содержащих устройства, предназначенные для сопряжения с пациентом, а также пневмоэлементы, способствующие созданию избыточного, по сравнению с атмосферным, давления в дыхательных путях пациента (Continuous positive airway pressure), обозначаемого широко распространенной аббревиатурой CPАР (см., например, WO 2012047903, 2012.04.12; WO 2012047900, 2012.04.12; US 2009165799, 2009.07.02). Эти пневмоэлементы, (далее - пневмоэлементы СРАР), представляют собой разнообразные пневматические устройства, пневмосопротивление которых в направлении к пациенту существенно меньше, чем в противоположном направлении. Их размеры колеблются от весьма миниатюрных до крупногабаритных, а конструкции - от пневмоаккамуляторов дыхательной смеси, до несимметричных трубок Вентури и обратных неплотных пневмоклапанов.Non-invasive artificial lung ventilation (hereinafter referred to as mechanical ventilation) devices are known and considered to be the most effective in the treatment of newborn respiratory failure using respiratory circuits containing devices designed to interface with the patient, as well as pneumatic elements that contribute to the creation of an excess compared to atmospheric pressure in the respiratory Patient pathways (Continuous positive airway pressure), denoted by the widespread abbreviation CPAP (see, for example, WO 2012047903, 2012.04.12; WO 2012047900, 2012.04.12; US 2009165799, 2009.07.02). These pneumatic elements, (hereinafter referred to as CPAP pneumatic elements), are a variety of pneumatic devices, the pneumatic resistance of which towards the patient is significantly less than in the opposite direction. Their sizes range from very miniature to large, and designs - from pneumatic accumulators of the breathing mixture, to asymmetric venturi and non-return pneumatic valves.

В известных аппаратах неинвазивной ИВЛ миниатюрный пневмоэлемент СРАР может встраиваться непосредственно в устройства сопряжения с пациентом, представляющие собой, например, носовые канюли, назальные маски, и т.п., и использоваться либо в качестве составной части аппарата ИВЛ, либо в качестве взаимодействующего элемента, в том числе - одноразового.In well-known non-invasive mechanical ventilation devices, the CPAP miniature pneumatic element can be integrated directly into patient interface devices, which are, for example, nasal cannulas, nasal masks, etc., and can be used either as an integral part of the mechanical ventilation device, or as an interacting element, including one-time.

Известен аппарат, предназначенный для неинвазивной ИВЛ (см. US 2012304995 А1, 2012.12.06), взаимодействующий с дыхательным контуром, включающим пневмоэлемент СРАР и устройство сопряжения с пациентом.A known device designed for non-invasive mechanical ventilation (see US 2012304995 A1, 2012.12.06), interacting with the respiratory circuit, including the CPAP pneumatic element and a device for interfacing with the patient.

Известный аппарат содержит нагнетательный пневмоканал, модуль регулирования расхода дыхательной смеси, снабженный пневмовходом для подачи кислорода, пневмовходом для подачи воздуха и пневмовыходом для подсоединения к нагнетательному пневмоканалу, модуль ввода данных, блок управления, электрически связанный с управляющим входом модуля регулирования расхода дыхательной смеси, а также датчик давления, установленный на выходе дыхательного контура и электрически соединенный с блоком управления. Блок управления этого устройства предназначен для запоминания введенного в него по двунаправленной информационной линии связи из модуля ввода данных значения заданного давления и сравнения фактического значения давления, измеренного датчиком давления, с заданным значением, а при их расхождении - для вычисления соответствующей поправки, и затем, на основании фактического значения давления и вычисленной поправки - для расчета требуемой величины постоянного расхода дыхательной смеси и выдачи соответствующих управляющих сигналов в модуль регулирования расхода дыхательной смеси, который предназначен для формирования потока дыхательной смеси, необходимого для поддержания требуемой величины постоянного расхода. Сформированный поток дыхательной смеси поступает по нагнетательному каналу в дыхательный контур пациента.The known apparatus comprises a pneumatic injection channel, a respiratory mixture flow control module equipped with a pneumatic inlet for oxygen supply, a pneumatic air inlet and a pneumatic outlet for connecting to the pneumatic discharge channel, a data input module, a control unit electrically connected to a control input of the respiratory mixture flow control module, and a pressure sensor installed at the outlet of the breathing circuit and electrically connected to the control unit. The control unit of this device is designed to store the set pressure value entered into it via a bi-directional communication line from the data input module and compare the actual pressure value measured by the pressure sensor with the set value, and if they diverge, to calculate the corresponding correction, and then, based on the actual pressure value and the calculated correction - to calculate the required value of the constant flow rate of the respiratory mixture and the issuance of the corresponding control signals in fashion To control the flow rate of the respiratory mixture, which is designed to form the flow of the respiratory mixture necessary to maintain the required constant flow rate. The generated flow of the respiratory mixture enters through the injection channel into the patient's respiratory circuit.

Недостаток известного аппарата заключается в том, что создание постоянного расхода дыхательной смеси не может гарантировать постоянное избыточное давление в дыхательном контуре пациента, в результате чего возможны как повышение этого давления выше требуемого значения с предпосылкой к баротравме легких, так и недостаточность, вызывающая слипание альвеол.A disadvantage of the known apparatus is that the creation of a constant flow rate of the respiratory mixture cannot guarantee a constant excess pressure in the patient's respiratory circuit, as a result of which it is possible to increase this pressure above the required value with a prerequisite for pulmonary barotrauma, as well as insufficiency causing adhesion of the alveoli.

Этот недостаток устранен в наиболее близком к заявляемой полезной модели и принятом за прототип устройстве, предназначенном для неинвазивной искусственной вентиляции легких новорожденных с контролем давления в дыхательном контуре (см. US 2002 2078958 А1, 2002.06.27). Известное устройство взаимодействует с дыхательным контуром, включающим пневмоэлемент СРАР, встроенный в устройство сопряжения с пациентом, и содержит нагнетательный пневмоканал, модуль регулирования расхода дыхательной смеси, пневматически подключенный своими входами к источнику кислорода и к источнику воздуха и подсоединенный своим выходом ко входу нагнетательного пневмоканала, выход которого предназначен для подсоединения к дыхательному контуру, модуль ввода данных, не менее одного датчика давления, хотя бы один из которых установлен на выходе дыхательного контура, и блок управления, соответствующие входы которого соединены, каждый, с соответствующим электрическим выходом одного из упомянутых датчиков давления, а выход -с управляющим входом модуля регулирования расхода дыхательной смеси. Блок управления этого устройства предназначен для сравнения фактического значения давления дыхательной смеси на выходе дыхательного контура, измеренного датчиком давления, с заданным значением давления, введенного в этот блок из модуля ввода данных по двунаправленной информационной линии связи, и непрерывного формирования управляющих сигналов на управляющий вход модуля регулирования расхода дыхательной смеси, предназначенных для непрерывного регулирования расхода дыхательной смеси с целью поддержания практически постоянного заданного давления в дыхательных путях новорожденного в течении всей процедуры ИВЛ.This drawback is eliminated in the closest to the claimed utility model and adopted for the prototype device, designed for non-invasive artificial ventilation of the lungs of newborns with pressure control in the respiratory circuit (see US 2002 2078958 A1, 2002.06.27). The known device interacts with the respiratory circuit, including the CPAP pneumatic element, which is built into the device for interfacing with the patient, and contains a pressure pneumatic channel, a respiratory mixture flow control module, pneumatically connected with its inputs to an oxygen source and an air source and connected with its output to the input of the pressure pneumatic channel, the output which is designed to be connected to the breathing circuit, data input module, at least one pressure sensor, at least one of which copulating output breathing circuit, and a control unit, whose respective inputs are connected, each with a corresponding electrical output of one of said pressure sensors, and the output control input c module regulating breathing gas flow. The control unit of this device is designed to compare the actual value of the pressure of the respiratory mixture at the outlet of the respiratory circuit, measured by the pressure sensor, with the set pressure value entered into this unit from the data input module via the bi-directional information communication line, and the continuous generation of control signals to the control input of the regulation module the flow rate of the respiratory mixture designed to continuously regulate the flow of the respiratory mixture in order to maintain an almost constant ass pressure in the respiratory tract of the newborn during the entire mechanical ventilation procedure.

Недостатком известного устройства является невозможность измерения пневмопараметров взаимодействующего с ним конкретного дыхательного контура таких, например, как постоянная времени пневмоэлемента СРАР и пневмосопротивление дыхательного контура, что затрудняет, а в отдельных случаях делает невозможным взаимодействие аппарата с определенными типами дыхательных контуров.A disadvantage of the known device is the inability to measure the pneumatic parameters of the specific respiratory circuit interacting with it, such as, for example, the time constant of the CPAP pneumatic element and the pneumatic resistance of the respiratory circuit, which makes it difficult, and in some cases makes it impossible to interact with certain types of respiratory circuits.

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей предлагаемого аппарата за счет использования для неинвазивной ИВЛ новорожденных любых типов дыхательных контуров, содержащих различные пневмоэлементы СРАР и различные устройства сопряжения с пациентом, а также для повышения безопасности новорожденных при их использовании.The objective of the proposed utility model is to expand the operational capabilities of the proposed device through the use of non-invasive mechanical ventilation of newborns of any type of respiratory circuit containing various CPAP pneumatic elements and various devices for interfacing with the patient, as well as to increase the safety of newborns when using them.

Решение поставленной задачи достигается тем, что аппарат неинвазивной искусственной вентиляции легких новорожденных, взаимодействующий с дыхательным контуром, включающим пневмоэлемент СРАР и устройство сопряжения с пациентом, содержащий модуль регулирования расхода дыхательной смеси, блок управления, модуль ввода данных, нагнетательный пневмоканал, а также первый и второй датчики давления, причем модуль регулирования расхода дыхательной смеси снабжен пневмовходом для подачи воздуха, пневмовходом для подачи кислорода и пневмовыходом для подключения ко входу нагнетательного пневмоканала, выход которого предназначен для подсоединения к дыхательному контуру, при этом первый датчик давления снабжен пневмовходом для подсоединения к выходу дыхательного контура и содержит электрический выход, соединенный с соответствующим входом блока управления, содержащим электрический выход, подключенный к управляющему входу модуля регулирования расхода дыхательной смеси, и соответствующий вход, соединенный с выходом модуля ввода данных двунаправленной информационной линией связи, дополнен новыми элементами и связями.The solution to this problem is achieved by the fact that the apparatus of non-invasive artificial ventilation of the lungs of newborns, interacting with the respiratory circuit, including the CPAP pneumatic element and a device for interfacing with the patient, containing a respiratory mixture flow control module, a control unit, a data input module, a pneumatic injection channel, as well as the first and second pressure sensors, and the respiratory mixture flow control module is equipped with a pneumatic inlet for air supply, a pneumatic inlet for oxygen supply and a pneumatic outlet ohm for connecting to the input of the discharge pneumatic channel, the output of which is intended to be connected to the respiratory circuit, while the first pressure sensor is equipped with a pneumatic inlet for connecting to the output of the respiratory circuit and contains an electrical output connected to the corresponding input of the control unit containing an electrical output connected to the control input respiratory mixture flow control module, and the corresponding input connected to the output of the data input module by a bi-directional information line tie, supplemented with new elements and connections.

Согласно полезной модели в состав блока управления предлагаемого аппарата дополнительно введены модуль поправочных коэффициентов, содержащий первый и второй вычислители, и модуль стабилизации давления, содержащий ячейку памяти заданных значений давления и схему стабилизации, причем оба модуля соединены между собой соответствующей двунаправленной информационной линией связи, а пневмовход второго датчика давления подключен к выходу нагнетательного пневмоканала, при этом все упомянутые элементы предлагаемого устройства: блок управления, модуль регулирования расхода дыхательной смеси, модуль ввода данных, нагнетательный пневмоканал и оба датчика давления расположены в общем корпусе. Оба упомянутых вычислителя предназначены для вычисления и хранения значений поправочных коэффициентов, характеризующих пневмопараметры взаимодействующего дыхательного контура, которые автоматически определяются упомянутыми вычислителями при тестировании дыхательного контура до начала процедуры ИВЛ. Первый вычислитель предназначен для определения и хранения значения первого поправочного коэффициента, характеризующего постоянную времени пневмоэлемента СРАР, равную промежутку времени, за который при заданном значении постоянного расхода дыхательной смеси на выходе этого пневмоэлемента достигается заданное значение давления. Второй вычислитель предназначен для определения и хранения значения второго поправочного коэффициента, характеризующего пневмосопротивление дыхательного контура в прямом направлении потока дыхательной смеси, пропорциональное перепаду давления между входом и выходом этого контура, равного разности показаний второго и первого датчиков давления. Модуль стабилизации давления предназначен для вычисления величины расхода дыхательной смеси, требуемой для создания и поддержания заданной величины постоянного давления дыхательной смеси на выходе дыхательного контура в течении всей процедуры вентиляции легких и формирования управляющего сигнала для подачи на управляющий вход модуля регулирования расхода дыхательной смеси через модуль стабилизации давления. Вычисление величины требуемого расхода в блоке управления производится на основе показаний первого датчика давления с учетом заданного значения давления и значений первого и второго поправочных коэффициентов. Благодаря предложенному техническому решению, в дыхательных путях новорожденного при использовании любых типов дыхательных контуров устанавливается постоянное избыточное давление, соответствующее заданному значению, необходимому для эффективной респираторной поддержки пациента, что надежно обеспечивает эффективность ИВЛ и защиту новорожденного при выполнении процедуры.According to the utility model, the control unit of the apparatus proposed additionally includes a correction coefficient module containing the first and second calculators, and a pressure stabilization module containing a memory of preset pressure values and a stabilization circuit, both modules being interconnected by a corresponding bi-directional communication line, and a pneumatic input the second pressure sensor is connected to the output of the discharge pneumatic channel, while all of the above elements of the proposed device: control unit Manifestations, a module for regulating the flow rate of the respiratory mixture, a data input module, an injection pneumatic channel, and both pressure sensors are located in a common housing. Both of these calculators are designed to calculate and store the values of correction factors characterizing the pneumatic parameters of the interacting respiratory circuit, which are automatically determined by the said calculators when testing the respiratory circuit before the start of the ventilator procedure. The first calculator is designed to determine and store the value of the first correction factor characterizing the time constant of the CPAP pneumatic element, equal to the period of time for which at a given value of the constant flow rate of the respiratory mixture, the specified pressure value is reached at the output of this pneumatic element. The second computer is designed to determine and store the value of the second correction factor characterizing the pneumatic resistance of the respiratory circuit in the forward direction of the flow of the respiratory mixture, proportional to the pressure difference between the input and output of this circuit, equal to the difference in the readings of the second and first pressure sensors. The pressure stabilization module is designed to calculate the flow rate of the respiratory mixture required to create and maintain a predetermined value of the constant pressure of the respiratory mixture at the outlet of the respiratory circuit throughout the ventilation procedure and generate a control signal for supplying the respiratory mixture flow control module to the control input through the pressure stabilization module . The calculation of the required flow rate in the control unit is based on the readings of the first pressure sensor taking into account the set pressure value and the values of the first and second correction factors. Thanks to the proposed technical solution, a constant overpressure is established in the respiratory tract of the newborn when using any type of respiratory circuit, which corresponds to the set value necessary for effective respiratory support of the patient, which reliably ensures the effectiveness of mechanical ventilation and protection of the newborn during the procedure.

Работа предлагаемого аппарата поясняется Фигурами. На Фиг. 1 представлена функциональная схема аппарата, а на Фиг. 2 - схема взаимодействия аппарата с дыхательным контуром пациента.The operation of the proposed apparatus is illustrated by the Figures. In FIG. 1 is a functional diagram of the apparatus, and FIG. 2 is a diagram of the interaction of the apparatus with the respiratory circuit of the patient.

На Фигурах введены следующие обозначения:The following notation is introduced in the Figures:

1 - модуль регулирования расхода, 2 - пневмовход для подачи кислорода, 3 - пневмовход для подачи воздуха, 4 - нагнетательный пневмоканал, 5 - дыхательный контур, 6 - устройство сопряжения, 7 - пневмоэлемент СРАР, 8 - первый датчик давления, 9 - блок управления, 10 - модуль ввода данных, 11 - модуль поправочных коэффициентов, 12 - первый вычислитель 13 - второй вычислитель, 14 - модуль стабилизации давления, 15 - ячейка памяти, 16 - схема стабилизации, 17 - второй датчик давления, 18 - выход нагнетательного пневмоканала, 19 - вход первого датчика давления, 20 - корпус.1 - flow control module, 2 - pneumatic inlet for oxygen supply, 3 - pneumatic inlet for air supply, 4 - pressure pneumatic channel, 5 - breathing circuit, 6 - interface device, 7 - CPAP pneumatic element, 8 - first pressure sensor, 9 - control unit , 10 - data input module, 11 - module of correction factors, 12 - first calculator 13 - second calculator, 14 - pressure stabilization module, 15 - memory cell, 16 - stabilization circuit, 17 - second pressure sensor, 18 - discharge air channel output, 18 19 - input of the first pressure sensor, 20 - housing.

Модуль регулирования расхода 1 снабжен пневмовходом 2 для подачи кислорода О₂, пневмовходом 3 для подачи воздуха В и пневмовыходом, подключенным ко входу нагнетательного пневмоканала 4. Выход 18 нагнетательного пневмоканала 4 предназначен для подсоединения к дыхательному контуру 5, взаимодействующему с предлагаемым аппаратом и содержащему устройство сопряжения 6 и пневмоэлемент СРАР 7. Первый датчик давления 8 снабжен пневмовходом 19 для подсоединения к выходу дыхательного контура 5 и электрическим выходом, соединенным с соответствующим входом блока управления 9. Блок управления 9 своим электрическим выходом подключен к управляющему входу модуля регулирования расхода 1 и соединен соответствующей двунаправленной информационной линией связи с модулем ввода данных 10. В состав блока управления 9 входят модуль поправочных коэффициентов 11, содержащий первый и второй вычислители 12, 13, соответственно, и модуль стабилизации давления 14, содержащий ячейку памяти 15 и схему стабилизации 16, причем оба модуля соединены между собой соответствующей двунаправленной информационной линией связи. Пневмовход второго датчика давления 17 подключен к выходу нагнетательного пневмоканала 4, а электрический выход этого датчика соединен с соответствующим входом блока управления 9. Нагнетательный пневмоканал 4 снабжен пневмовыходом 18, а первый датчик давления 8 - пневмовходом 19. Все упомянутые элементы предложенного устройства: блок управления 9, модуль регулирования расхода 1, модуль ввода данных 10, нагнетательный пневмоканал 4 и оба датчика давления 8 и 17 расположены в общем корпусе 20.The flow control module 1 is equipped with a pneumatic inlet 2 for supplying oxygen O ₂ , a pneumatic inlet 3 for supplying air B, and a pneumatic outlet connected to the input of the discharge pneumatic channel 4. The output 18 of the injection pneumatic channel 4 is designed to be connected to the respiratory circuit 5, which interacts with the proposed device and contains an interface 6 and CPAP pneumatic element 7. The first pressure sensor 8 is equipped with a pneumatic inlet 19 for connecting to the output of the breathing circuit 5 and an electrical output connected to the corresponding the control unit 9. The control unit 9 with its electrical output is connected to the control input of the flow control module 1 and is connected by a corresponding bi-directional communication line to the data input module 10. The control unit 9 includes a correction factor module 11 containing the first and second calculators 12, 13, respectively, and a pressure stabilization module 14 comprising a memory cell 15 and a stabilization circuit 16, both modules being connected to each other by a corresponding bi-directional information line communication. The pneumatic input of the second pressure sensor 17 is connected to the output of the injection pneumatic channel 4, and the electrical output of this sensor is connected to the corresponding input of the control unit 9. The injection pneumatic channel 4 is equipped with a pneumatic output 18, and the first pressure sensor 8 is equipped with a pneumatic input 19. All of the elements of the proposed device: control unit 9 , flow control module 1, data input module 10, pressure pneumatic channel 4, and both pressure sensors 8 and 17 are located in a common housing 20.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Перед началом процедуры ИВЛ пневмовыход 18 нагнетательного пневмоканала 4 подключается ко входу дыхательного контура 5, пневмовход 19 первого датчика давления 8 подсоединяется к выходу дыхательного контура 5, а пневмовходы 2 и 3 модуля регулирования расхода 1 подключаются к источникам сжатого газа: кислорода О₂ и воздуха В, соответственно, после чего с помощью модуля ввода данных 10 в блок управления 9 вводится по двунаправленной информационной линии связи значение заданного давления на выходе дыхательного контура 5, которое запоминается в ячейке памяти 15 модуля стабилизации давления 14.Before starting the ventilator procedure, the pneumatic outlet 18 of the injection pneumatic channel 4 is connected to the input of the breathing circuit 5, the pneumatic inlet 19 of the first pressure sensor 8 is connected to the output of the respiratory circuit 5, and the pneumatic inputs 2 and 3 of the flow control module 1 are connected to the sources of compressed gas: oxygen O ₂ and air B , respectively, after which, using the data input module 10, the value of the set pressure at the output of the respiratory circuit 5, which is stored in the cell, is entered into the control unit 9 via a bi-directional information line 15 yke memory module 14 stabilize the pressure.

После выполнения перечисленных предварительных операций первый и второй вычислители 12, 13, соответственно, модуля поправочных коэффициентов 11 автоматически вычисляют значения первого и второго поправочных коэффициентов, соответственно, характеризующих пневмопараметры подсоединенного дыхательного контура 5. Для определения значения первого коэффициента в первом вычислителе 12 автоматически измеряется промежуток времени установления избыточного давления на входе в дыхательный контур, на основании измеренной величины вычисляется постоянная времени пневмоэлемента СРАР 7 и по ее значению определяется численная величина первого коэффициента. Численная величина второго коэффициента автоматически определяется во втором вычислителе 13 на основе разности показаний второго 17 и первого 8 датчиков давления, характеризующей перепад давления между входом и выходом дыхательного контура 5; каждая из двух найденных численных величин запоминается в соответствующем вычислителе 12, 13. После окончания автоматической настройки предлагаемого аппарата устройство сопряжения 6 подсоединяется к дыхательным путям пациента и, при необходимости, в зависимости от глубины вдоха-выдоха, незначительно корректируется величина заданного давления, после чего производится процедура ИВЛ. При работе предложенного устройства в модуле стабилизации давления 14 с использованием схемы стабилизации 16 непрерывно в течении каждого цикла вдох-выдох автоматически определяется величина расхода дыхательной смеси, необходимая для создания постоянного значения заданного давления на выходе дыхательного контура 5, откорректированная с учетом первого и второго поправочных коэффициентов, характеризующих подсоединенный дыхательный контур 5. Значения этих коэффициентов поступают в модуль стабилизации давления 14 из модуля поправочных коэффициентов 11 по соединяющей их двунаправленной информационной линии связи. Модуль стабилизации давления 14 непрерывно в течении дыхательного цикла выдает соответствующие управляющие сигналы в модуль регулирования расхода 1. Модуль регулирования расхода 1 подает в дыхательный контур 5 через нагнетательный пневмоканал 4 поток дыхательной смеси, расход которой определяется непрерывной последовательностью упомянутых управляющих сигналов. В процессе дыхания новорожденного давление на выходе дыхательного контура циклично изменяется: во время вдоха-понижается, а во время выдоха - повышается. Первый датчик давления 8 фиксирует изменения давления, возникающие на выходе дыхательного контура 5 и с высоким быстродействием выдает информационные сигналы в блок управления 9, который вырабатывает и выдает соответствующие управляющие сигналы в модуль регулирования расхода 1 для изменения расхода дыхательной смеси таким образом, чтобы значение давления на выходе дыхательного контура оставалось в течении дыхательного цикла по существу постоянным и равным заданному значению.After performing the above preliminary operations, the first and second calculators 12, 13, respectively, of the correction factor module 11 automatically calculate the values of the first and second correction factors, respectively, characterizing the pneumatic parameters of the connected respiratory circuit 5. To determine the value of the first coefficient in the first calculator 12, the time interval is automatically measured establishment of excess pressure at the entrance to the respiratory circuit, based on the measured value is calculated by toyannaya time Pneumoelements CPAP 7 and its value is determined by the numerical value of the first coefficient. The numerical value of the second coefficient is automatically determined in the second calculator 13 based on the difference between the readings of the second 17 and the first 8 pressure sensors, characterizing the pressure difference between the input and output of the respiratory circuit 5; each of the two numerical values found is stored in the corresponding calculator 12, 13. After the automatic adjustment of the proposed device is completed, the coupler 6 is connected to the patient’s airways and, if necessary, depending on the depth of inhalation-exhalation, the value of the preset pressure is slightly adjusted, after which ventilation procedure. During the operation of the proposed device in the pressure stabilization module 14 using the stabilization circuit 16 continuously during each inhalation-exhalation cycle, the value of the flow rate of the respiratory mixture is automatically determined, which is necessary to create a constant value of the preset pressure at the output of the respiratory circuit 5, adjusted taking into account the first and second correction factors characterizing the connected respiratory circuit 5. The values of these coefficients enter the pressure stabilization module 14 from the correction module coefficients 11 on the connecting bidirectional information line. The pressure stabilization module 14 continuously issues the corresponding control signals to the flow control module 1 during the breathing cycle. The flow control module 1 supplies the breathing mixture to the breathing circuit 5 through the air supply channel 4, the flow rate of which is determined by a continuous sequence of the said control signals. In the process of breathing a newborn, the pressure at the outlet of the respiratory circuit changes cyclically: during inhalation, it decreases, and during exhalation it rises. The first pressure sensor 8 captures the pressure changes that occur at the output of the breathing circuit 5 and with high speed gives information signals to the control unit 9, which generates and issues the corresponding control signals to the flow control module 1 to change the flow rate of the breathing mixture so that the pressure value on the output of the respiratory circuit during the respiratory cycle remained essentially constant and equal to the specified value.

Поддержание постоянного значения давления дыхательной смеси на выходе любого подсоединенного к предлагаемому аппарату дыхательного контура существенно повышает безопасность процедуры ИВЛ, делает ее более эффективной и расширяет эксплуатационные возможности аппарата.Maintaining a constant value of the pressure of the respiratory mixture at the outlet of any breathing circuit connected to the proposed device significantly increases the safety of the ventilator procedure, makes it more efficient and expands the operational capabilities of the device.

Таким образом, задача полезной модели, состоящая в обеспечении возможности использования для неинвазивной ИВЛ новорожденных любых типов дыхательных контуров с различными пневмоэлементами СРАР и различными устройствами сопряжения, в повышении безопасности новорожденного и в расширении эксплуатационных возможностей предлагаемого изделия, успешно решена с помощью предложенных технических решений.Thus, the task of the utility model, which consists in providing the possibility of using non-invasive mechanical ventilation of newborns of any type of respiratory circuit with various CPAP pneumatic elements and various coupling devices, to increase the safety of the newborn and to expand the operational capabilities of the proposed product, has been successfully solved using the proposed technical solutions.

Claims (1)

Аппарат неинвазивной искусственной вентиляции легких новорожденных, взаимодействующий с дыхательным контуром, включающим пневмоэлемент CPAP и устройство сопряжения с пациентом, содержащий расположенные в общем корпусе модуль регулирования расхода дыхательной смеси, блок управления, модуль ввода данных, соединенный с блоком управления двунаправленной информационной линией связи, нагнетательный пневмоканал, а также первый и второй датчики давления, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока управления, причем модуль регулирования расхода дыхательной смеси снабжен пневмовходом для подачи воздуха, пневмовходом для подачи кислорода и пневмовыходом, подключенным ко входу нагнетательного пневмоканала, выход которого предназначен для подсоединения ко входу дыхательного контура, при этом первый датчик давления снабжен пневмовходом для подключения к выходу дыхательного контура, а выход блока управления подключен к управляющему входу модуля регулирования расхода дыхательной смеси, отличающийся тем, что в состав блока управления дополнительно введены модуль стабилизации давления, содержащий ячейку памяти заданных значений давления и схему стабилизации, и модуль поправочных коэффициентов, содержащий первый и второй вычислители, причем оба упомянутых модуля соединены между собой соответствующей двунаправленной информационной линией связи, а пневмовход второго датчика давления подключен к выходу нагнетательного пневмоканала.A non-invasive artificial lung ventilation apparatus for newborns interacting with the respiratory circuit, including a CPAP pneumatic element and a patient interface device, comprising a respiratory mixture flow control module located in a common housing, a control unit, a data input module connected to the control unit of a bi-directional communication line, and a pneumatic injection channel , as well as the first and second pressure sensors, the output of each of which is connected to the corresponding input of the control unit, and The breathing mixture flow control ul is equipped with a pneumatic inlet for air supply, a pneumatic inlet for oxygen supply and a pneumatic outlet connected to the inlet of the discharge pneumatic channel, the output of which is designed to be connected to the inlet of the respiratory circuit, while the first pressure sensor is equipped with a pneumatic inlet for connecting to the output of the respiratory circuit, and the output the control unit is connected to the control input of the respiratory mixture flow control module, characterized in that the input of the control unit is additionally A pressure stabilization module containing a preset pressure memory cell and a stabilization circuit, and a correction coefficient module containing first and second computers are provided, both of which are connected to each other by a corresponding bi-directional communication line, and the pneumatic inlet of the second pressure sensor is connected to the output of the pressure air channel.