EA 025934B1 20170228 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/025934 Полный текст описания [**] EA201491757 20131022 Регистрационный номер и дата заявки CN201210576678.5 20121226 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок CN2013/085724 Номер международной заявки (PCT) WO2014/101549 20140703 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21702 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000025\934BS000#(970:730) Основной чертеж [**] СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ, УПРАВЛЯЕМОЙ ПО ОБЪЕМУ, В АППАРАТЕ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ НА ОСНОВЕ ТУРБИНЫ Название документа [8] A61M 16/00 Индексы МПК [CN] Чэн Дзе Сведения об авторах [CN] БЕЙДЖИН АЕОНМЕД КО., ЛТД. Сведения о патентообладателях [CN] БЕЙДЖИН АЕОНМЕД КО., ЛТД. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000025934b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины, причем аппарат искусственной вентиляции легких оборудован турбиной, сконфигурированной в качестве источника воздуха для этого аппарата, при этом согласно упомянутому способу вентиляции на шаге S00 запускают аппарат искусственной вентиляции легких, при этом блок управления в аппарате искусственной вентиляции легких посылает команду управления для управления скоростью вращения U на привод турбины так, чтобы привод турбины приводил в действие турбину, соединенную с приводом турбины; на шаге S10 определяют состояние дыхания пациента блоком управления, при этом выполняют шаг S20, если пациенту требуется вдох, и выполняют шаг S30, если пациенту требуется выдох; на шаге S20 подают управляющее напряжение V 1 блоком управления при управлении фазой вдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана вдоха, причем после завершения управления фазой вдоха выполняют шаг S30; на шаге S30 подают управляющее напряжение V 2 блоком управления при управлении фазой выдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана выдоха, причем после завершения управления фазой выдоха выполняют шаг S20; и на шаге S40 выключают аппарат искусственной вентиляции легких и останавливают подачу воздуха пациенту.

2. Способ по п.1, в котором выполняют шаг S40, если подачу воздуха пациенту необходимо остановить на шаге S20 и шаге S30.

3. Способ по п.1, в котором на шаге S20 блок управления определяет в реальном времени контролируемое значение давления в дыхательном контуре с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, и управление фазой вдоха завершают и выполняют шаг S30, если контролируемое значение давления больше, чем значение порога предупреждения, или превышена длительность вдоха.

4. Способ по п.1, в котором на шаге S30 блок управления измеряет в реальном времени значение давления в дыхательных путях пациента с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, и управление фазой выдоха завершают и выполняют шаг S20, если значение давления в дыхательных путях меньше, чем значение разности между положительным давлением в конце выдоха Peep и значением запускающего давления, или превышена длительность выдоха.

5. Способ по п.1, в котором на шаге S00 скорость вращения U турбины вычисляют по формуле где R_VCV - сопротивление системы, - заранее заданный расход потока, Ti - длительность вдоха, C_VCV - податливость системы и PEEP_Set - заранее заданное положительное значение давления в конце выдоха.

6. Способ по п.5, в котором заранее заданный расход потока вычисляют по формуле , где TV - заранее заданное значение дыхательного объема и T - длительность вдоха.

7. Способ по п.1, в котором управляющее напряжение V 1 при управлении фазой вдоха вычисляют по формулам: где TV - заранее заданное значение дыхательного объема, T - длительность вдоха, K - коэффициент пропорциональности, T_now - текущее время, lp_С - податливость легких после фильтрации, lp_R - сопротивление дыхательных путей после фильтрации, feedforward_Ctrl - значение сигнала прямого управления, kp_F - коэффициент пропорциональности при тестировании и lp_F - значение сигнала обратной связи.

8. Способ по п.7, в котором коэффициент пропорциональности K - это наклон кривой напряжения-расхода клапана вдоха.

9. Способ по п. 1, в котором управляющее напряжение V 2 при управлении фазой выдоха вычисляют по формуле где Peep - положительное давление в конце выдоха, DP - значение разности между заранее заданным положительным значением давления в конце выдоха и контролируемым положительным значением давления в конце выдоха, K 2 - коэффициент и В - коэффициент.

10. Способ по п.9, в котором коэффициент K 2 и коэффициент В - это два параметра уравнения кривой напряжения-давления клапана выдоха, причем коэффициент K 2 - наклон и коэффициент В - отрезок, отсекаемый на оси абсцисс.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины, причем аппарат искусственной вентиляции легких оборудован турбиной, сконфигурированной в качестве источника воздуха для этого аппарата, при этом согласно упомянутому способу вентиляции на шаге S00 запускают аппарат искусственной вентиляции легких, при этом блок управления в аппарате искусственной вентиляции легких посылает команду управления для управления скоростью вращения U на привод турбины так, чтобы привод турбины приводил в действие турбину, соединенную с приводом турбины; на шаге S10 определяют состояние дыхания пациента блоком управления, при этом выполняют шаг S20, если пациенту требуется вдох, и выполняют шаг S30, если пациенту требуется выдох; на шаге S20 подают управляющее напряжение V 1 блоком управления при управлении фазой вдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана вдоха, причем после завершения управления фазой вдоха выполняют шаг S30; на шаге S30 подают управляющее напряжение V 2 блоком управления при управлении фазой выдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана выдоха, причем после завершения управления фазой выдоха выполняют шаг S20; и на шаге S40 выключают аппарат искусственной вентиляции легких и останавливают подачу воздуха пациенту.

2. Способ по п.1, в котором выполняют шаг S40, если подачу воздуха пациенту необходимо остановить на шаге S20 и шаге S30.

3. Способ по п.1, в котором на шаге S20 блок управления определяет в реальном времени контролируемое значение давления в дыхательном контуре с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, и управление фазой вдоха завершают и выполняют шаг S30, если контролируемое значение давления больше, чем значение порога предупреждения, или превышена длительность вдоха.

4. Способ по п.1, в котором на шаге S30 блок управления измеряет в реальном времени значение давления в дыхательных путях пациента с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, и управление фазой выдоха завершают и выполняют шаг S20, если значение давления в дыхательных путях меньше, чем значение разности между положительным давлением в конце выдоха Peep и значением запускающего давления, или превышена длительность выдоха.

5. Способ по п.1, в котором на шаге S00 скорость вращения U турбины вычисляют по формуле где R_VCV - сопротивление системы, - заранее заданный расход потока, Ti - длительность вдоха, C_VCV - податливость системы и PEEP_Set - заранее заданное положительное значение давления в конце выдоха.

6. Способ по п.5, в котором заранее заданный расход потока вычисляют по формуле , где TV - заранее заданное значение дыхательного объема и T - длительность вдоха.

7. Способ по п.1, в котором управляющее напряжение V 1 при управлении фазой вдоха вычисляют по формулам: где TV - заранее заданное значение дыхательного объема, T - длительность вдоха, K - коэффициент пропорциональности, T_now - текущее время, lp_С - податливость легких после фильтрации, lp_R - сопротивление дыхательных путей после фильтрации, feedforward_Ctrl - значение сигнала прямого управления, kp_F - коэффициент пропорциональности при тестировании и lp_F - значение сигнала обратной связи.

8. Способ по п.7, в котором коэффициент пропорциональности K - это наклон кривой напряжения-расхода клапана вдоха.

9. Способ по п. 1, в котором управляющее напряжение V 2 при управлении фазой выдоха вычисляют по формуле где Peep - положительное давление в конце выдоха, DP - значение разности между заранее заданным положительным значением давления в конце выдоха и контролируемым положительным значением давления в конце выдоха, K 2 - коэффициент и В - коэффициент.

10. Способ по п.9, в котором коэффициент K 2 и коэффициент В - это два параметра уравнения кривой напряжения-давления клапана выдоха, причем коэффициент K 2 - наклон и коэффициент В - отрезок, отсекаемый на оси абсцисс.


Евразийское 025934 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.02.28
(21) Номер заявки 201491757
(22) Дата подачи заявки 2013.10.22
(51) Int. Cl. A61M16/00 (2006.01)
(54) СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ, УПРАВЛЯЕМОЙ ПО ОБЪЕМУ, В АППАРАТЕ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ НА ОСНОВЕ ТУРБИНЫ
(31) 201210576678.5
(32) 2012.12.26
(33) CN
(43) 2015.06.30
(86) PCT/CN2013/085724
(87) WO 2014/101549 2014.07.03
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
БЕЙДЖИН АЕОНМЕД КО., ЛТД. (CN)
(72) Изобретатель:
Чэн Дзе (CN)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) CN-A-101468219 CN-A-100998902 CN-U-202554684 CN-A-101721767 CN-A-101757707 US-A-5630411
(57) Способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины обеспечивает вентиляцию, управляемую по объему, для аппарата искусственной вентиляции легких посредством управления скоростью вращения двигателя турбины, управления фазой вдоха и управления фазой выдоха. Способ включает следующие основные шаги: аппарат искусственной вентиляции легких запускают, блок управления в аппарате искусственной вентиляции легких посылает команду управления для управления скоростью вращения U на привод турбины, привод турбины приводит в действие двигатель турбины и затем блок управления определяет состояние дыхания пациента, и если пациент нуждается во вдыхании воздуха, то переходят к управлению фазой вдоха, а если пациент нуждается в выдыхании воздуха, то переходят к управлению фазой выдоха, причем управление фазой вдоха осуществляется блоком управления, который подает управляющее напряжение V1, чтобы регулировать степень открытия клапана вдоха, и управление фазой выдоха осуществляется блоком управления, который подает управляющее напряжение V2, чтобы регулировать степень открытия клапана выдоха. Посредством комбинации некоторых рабочих параметров аппарата искусственной вентиляции легких с регулированием скорости вращения двигателя турбины способ осуществляет управление с постоянным потоком и синхронное управление двигателем турбины в реальном времени, таким образом позволяя обеспечить подачу воздуха в аппарат искусственной вентиляции легких двигателем турбины в полевых условиях, где не может быть обеспечена централизованная подача воздуха.
Область техники
Данная заявка относится к области вентиляции, управляемой по объему, и, в частности, касается способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины.
Предпосылки создания изобретения
Вентиляция, управляемая по объему (Volume-Controlled Ventilation, VCV), - основной режим вентиляции, обычно используемый в аппаратах искусственной вентиляции легких. Процесс управления VCV является следующим: пневматическое устройство создает положительное давление при вдохе, чтобы подать воздух в легкие пациента, а затем воздух выдыхается сокращением легких, кроме того, пневматическое устройство выполняет легочную вентиляцию согласно предварительно задаваемым параметрам, таким как частота, дыхательный объем, дыхательный коэффициент и концентрация кислорода, если пациент не может дышать самостоятельно, а также обнаруживает способность самостоятельного дыхания пациента и выполняет вентиляцию синхронно с пациентом, если пациент может дышать самостоятельно.
В настоящее время в процессе управления VCV давление источника воздуха обычно создается воздушным компрессором или другим источником воздуха, так что аппарат искусственной вентиляции легких должен находиться близко к оборудованию, создающему давление источника воздуха, таким образом существенно ограничивается дальность перемещения аппарата искусственной вентиляции легких. Кроме того, способ создания давления источником воздуха не может удовлетворить требование использования аппарата искусственной вентиляции легких вдали от цивилизации.
Турбина может обеспечить источник воздуха в различных окружающих средах, например, вдали от цивилизации. Во время управления турбиной, однако, вращение текучей среды является нестационарным, и когда турбина вращается с низкой скоростью, поток текучей среды не может удовлетворить фактические потребности, и поэтому возможно возникновение проблем, таких как чрезмерно низкая скорость потока; а когда турбина вращается с высокой скоростью, поток текучей среды может пульсировать, и поэтому трудно достигнуть управляемого постоянного потока. Поэтому турбина, как правило, не рассматривается как средство обеспечения источника воздуха для аппарата искусственной вентиляции легких.
Сущность изобретения
Известный способ вентиляции, управляемой по объему, неудобен тем, что трудно достигнуть управления с обеспечением постоянного потока, управления в реальном времени и синхронного управления, когда в аппарате искусственной вентиляции легких используется турбина. Чтобы преодолеть эти недостатки, техническая проблема, которая решается данным изобретением, состоит в том, чтобы предложить способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины, который может достигнуть управления с постоянным потоком, а также синхронного управления в реальном времени для турбины посредством комбинации части рабочих параметров аппарата искусственной вентиляции легких с регулированием скорости вращения турбины, в результате турбина может обеспечить источник воздуха для аппарата искусственной вентиляции легких в различных окружающих средах без централизованной подачи воздуха, таких как необитаемая местность. Дополнительно, клапан вдоха аппарата искусственной вентиляции легких управляется с помощью пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования, чтобы сократить время реакции, необходимое скорости потока для достижения установившегося состояния, чтобы соответствовать фактической дыхательной ситуации пациента.
Чтобы достигнуть вышеописанных целей, используются приведенные ниже технические решения.
Способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины включает:
шаг S00 запуска аппарата искусственной вентиляции легких, когда блок управления в аппарате искусственной вентиляции легких посылает команду управления для управления скоростью вращения U на привод турбины, чтобы привод турбины привел в действие соединенную с ним турбину;
шаг S10 определения состояния дыхания пациента блоком управления, причем выполняют шаг S20, если пациенту требуется вдох, и выполняют шаг S30, если пациенту требуется выдох;
шаг S20 подачи управляющего напряжения V1 блоком управления при управлении фазой вдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана вдоха, причем после завершения управления фазой вдоха выполняют шаг S30;
шаг S30 подачи управляющего напряжения V2 блоком управления при управлении фазой выдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана выдоха, причем после завершения управления фазой выдоха выполняют шаг S20;
шаг S40 выключения аппарата искусственной вентиляции легких и остановки подачи воздуха пациенту.
Также выполняют шаг S40, если подачу воздуха пациенту необходимо остановить на шаге S20 и шаге S30.
Также на шаге S20 блок управления определяет контролируемое значение давления в дыхательном контуре с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, в реальном времени, и управ
ление фазой вдоха завершают, а также выполняют шаг S30, если контролируемое значение давления больше чем значение порога предупреждения или превышена длительность вдоха.
Также на шаге S30 блок управления измеряет значение давления в дыхательных путях пациента с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, в реальном времени, и управление фазой выдоха завершают, а также выполняют шаг S20, если значение давления в дыхательных путях меньше, чем значение разности между положительным давлением в конце выдоха Peep и значением запускающего давления, или превышена длительность выдоха.
Также на шаге S00 скорость вращения U турбины вычисляют по формуле:
U = R_VCV*Qtarget + ri*QttagettC_ VCV + PEEP _ Set _
где R _VCV - сопротивление системы, Qt arg et - заранее заданный расход потока, Tj - длительность вдоха, C_VCV - податливость системы, и PEEP_Set - заранее заданное положительное значение давления в конце выдоха.
Также заранее заданный расход потока Qt arg et вычисляют по формуле:
Qt arg et = TV/Tt
где TV - заранее заданное значение дыхательного объема и T - длительность вдоха. Также управляющее напряжение Vi при управлении фазой вдоха вычисляют по формулам:
feedforward_Ctrl=-*{т_nowllp_C + lp_R)*K; и
Vi=kp_F* {-- lp _F) + feedforward _ Ctrl.
Здесь TV - заранее заданное значение дыхательного объема, T - длительность вдоха, K - коэффициент пропорциональности, T_now -текущее время, ф_С - податливость легких после фильтрации, lp_R -сопротивление дыхательных путей после фильтрации, feedforward Ctrl -значение сигнала прямого управления, kp_F - коэффициент пропорциональности при тестировании, и lp_F - значение сигнала обратной связи.
Коэффициент пропорциональности K - это наклон кривой напряжения-расхода клапана вдоха. Управляющее напряжение V2 при управлении фазой выдоха вычисляют по формуле:
V2^K2*(Peep+DP)+B,
где Peep - положительное давление в конце выдоха, DP -значение разности между заранее заданным положительным значением давления в конце выдоха и контролируемым положительным значением давления в конце выдоха, K2 - коэффициент и В - коэффициент.
Коэффициент K2 и коэффициент В - это два параметра уравнения кривой напряжения-давления клапана выдоха, причем коэффициент K2 - наклон, а коэффициент В - отрезок, отсекаемый на оси абсцисс.
Полезные эффекты данного изобретения следующие: способ достигает управления с постоянным потоком, а также синхронного управления в реальном времени в турбине посредством комбинации части рабочих параметров аппарата искусственной вентиляции легких, таких как сопротивление системы RVCV, податливость системы C_VCV и заранее заданное положительное значение давления на выдохе PEEP_Set, с регулированием скорости вращения турбины так, чтобы аппарат искусственной вентиляции легких был применим в средах без централизованного источника воздуха, таких как необитаемая местность. Дополнительно, используется способ ПИД-регулирования для управления клапаном вдоха аппарата искусственной вентиляции легких на фазе вдоха, чтобы эффективно сократить время реакции, необходимое для достижения расходом потока установившегося состояния.
Описание чертежей
Фиг. 1 - блок-схема способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины согласно раскрываемой форме осуществления изобретения.
Фиг. 2 - блок-схема управления вдохом способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины согласно раскрываемой форме осуществления изобретения.
Фиг. 3 - блок-схема управления выдохом способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины согласно раскрываемой форме осуществления изобретения.
Подробное описание форм осуществления изобретения
Технические решения данного раскрываемого изобретения ниже описываются более подробно в комбинации с прилагаемыми чертежами и формами осуществления.
Фиг. 1 - блок-схема способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины согласно форме осуществления изобретения.
Способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины реализуется согласно шагам с S00 по S40, как описано ниже.
На шаге S00, аппарат искусственной вентиляции легких запускается. Блок управления в аппарате
искусственной вентиляции легких посылает команду управления для управления скоростью вращения U на привод турбины так, чтобы привод турбины привел в действие соединенную с ним турбину. Скорость вращения U турбины вычисляют по следующей формуле:
U = R _ VCV * Qt arg et + 77 * Qt arg et IС _ VCV + PEEP _ Set _
где R_VCV - сопротивление системы, Qt arg et - заранее заданный расход потока, Ti - длительность вдоха, C_VCV - податливость системы, и PEEP_Set - заранее заданное положительное значение давления в конце выдоха (PEEP).
Сопротивление системы R_VCV и податливость системы C_VCV определяются конструктивными параметрами системы аппарата искусственной вентиляции легких. Заранее заданное значение PEEP -PEEP_Set определяется ситуациями индивидуального пациента.
Заранее заданный расход потока Qt arg et вычисляют по формуле:
Qtarget =TV/T
TV - заранее заданное значение дыхательного объема и T -длительность вдоха.
Заранее заданное значение TV дыхательного объема вычисляют согласно идеальному весу пациента, а длительность вдоха T синхронна с длительностью вдоха пациента.
Управление с постоянным потоком и синхронное управление в реальном масштабе времени турбиной могут быть достигнуты посредством комбинирования рабочих параметров аппарата искусственной вентиляции легких, таких как сопротивление системы R_VCV податливость системы C_VCV и заранее заданное значение PEEP - PEEP_Set, с регулированием скорости вращения турбины. Поэтому турбина может использоваться как источник воздуха для аппарата искусственной вентиляции легких, чтобы аппарат искусственной вентиляции легких мог использоваться в различных средах без источника воздуха, подобных необитаемой местности.
На шаге S10 состояние дыхания пациента определяется блоком управления, и выполняется шаг S20, если пациент нуждается во вдохе, и шаг S30, если пациент нуждается в выдохе. Состояние дыхания пациента может быть определено различными путями, такими как способом определения изменения концентрации углекислого газа датчиком углекислого газа во время процесса дыхания, или способом определения кривой изменения концентрации углекислого газа в конце выдоха.
Шаг S20 включает управление фазой вдоха. Управление фазой вдоха относится ко всему процессу, в котором блок управления выдает управляющее напряжение V1, чтобы регулировать степень открытия клапана вдоха. При управлении фазой вдоха управляющее напряжение V1 вычисляют по следующим формулам:
feedforward_CM=-*{T_now/lp_c+lp_R)*K, (1)
V,=kp_F (^--lp_F) + feedforward _ Ctrl. (2)
Здесь TV- заранее заданное значение дыхательного объема, и T - длительность вдоха, К - коэффициент пропорциональности, T_now -текущее время, ф_С - податливость легких после фильтрации, lp_R -сопротивление дыхательных путей после фильтрации, feedforward_Ctrl -значение сигнала прямого управления, kp_F - коэффициент пропорциональности при тестировании, и lp_F - значение сигнала обратной связи.
Податливость легких после фильтрации ф_С и сопротивление дыхательных путей после фильтрации lp_R могут быть рассчитаны из значений после фильтрации, определяемых монитором дыхательного потока и измерительным зондом датчика давления, значение сигнала прямого управления feedfor-ward_Ctrl является значением напряжения, значение сигнала обратной связи lp_F является значением потока, определяемым датчиком потока, и коэффициент пропорциональности при тестировании kp_F -это коэффициент пропорциональности для пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования, который может быть определен с помощью тестирования ПИД-контроллера и определяет фактическое время, требуемое для достижения целевой скорости потока, причем если коэффициент пропорциональности слишком большой, то будут возникать пульсации, а если коэффициент пропорциональности слишком мал, то время, требуемое для достижения целевой скорости потока, будет слишком большим. Коэффициент пропорциональности К представляет собой наклон кривой напряжения-расхода клапана вдоха и определяется при тестировании клапана вдоха.
Формула (1) и формула (2) формируют ПИД-регулирование с замкнутым контуром с сигналом прямого управления и сигналом обратной связи. Замкнутый контур ПИД-регулирования может сократить время реакции, необходимое для достижения установившегося состояния расхода потока, а именно, целевой расход потока может быть быстро достигнут и эффективно поддерживаться стабильным.
Шаг S30 выполняют после завершения управления фазой вдоха.
Шаг S30 включает управление фазой выдоха. Управление фазой выдоха относится ко всему процессу, в котором блок управления выдает управляющее напряжение V2, чтобы регулировать степень открытия клапана выдоха. При управлении фазой выдоха управляющее напряжение V2 вычисляют по сле
дующей формуле:
V2=K2*(Peep+DP)+B.
Здесь Peep - положительное давление в конце выдоха, DP -значение разности между заранее заданным значением PEEP и контролируемым значением PEEP, K2 - коэффициент и В - коэффициент.
Положительное давление в конце выдоха Peep плюс значение разности DP формирует управление с обратной связью. Если значение Peep является слишком большим в предыдущем цикле, то DP меньше чем ноль; и если значение Peep слишком мало в предыдущем цикле, то DP больше чем ноль, таким образом, положительное давление на выдохе Peep делается более стабильным, так что поток газа выдыхается более стабильно в процессе выдоха, чтобы соответствовать фактическому состоянию выдоха пациента.
Дополнительно, так как клапан выдоха является линейным пропорциональным клапаном, кривая напряжения-давления воздуха клапана выдоха представляет собой приблизительно прямую линию. Двумя параметрами уравнения прямой являются соответственно коэффициенты К2 и В, где К2 - наклон прямой линии и коэффициент В - отрезок, отсекаемый прямой линией на оси абсцисс.
Шаг S20 выполняют после того, как закончено управление фазой выдоха.
Для остановки подачи воздуха пациенту на шагах S20 и S30 выполняют шаг S40.
На шаге S40 аппарат искусственной вентиляции легких выключается, и подача воздуха пациенту прекращается.
Фиг. 2 - блок-схема управления вдохом способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины согласно форме осуществления раскрываемого изобретения.
На шаге S10 блоком управления определяется состояние дыхания пациента, и выполняется управлением фазой вдоха, а именно шаг S20, если пациент нуждается во вдохе. В то же время блок управления определяет в реальном времени контролируемое значение давления в дыхательном контуре с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления. Управление фазой вдоха завершают и выполняют управление фазой выдоха (а именно шаг S30), если контролируемое значение давления является большим, чем значение порога предупреждения, или весь процесс вдоха завершен, а именно, превышена длительность вдоха.
Дополнительно выполняют шаг S40, если необходимо остановить подачу воздуха пациенту.
Фиг. 3 - блок-схема управления выдохом способа вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины согласно раскрываемой форме осуществления изобретения.
На шаге S10 состояние дыхания пациента определяется блоком управления и выполняется управление фазой выдоха, а именно, шаг S30, если пациент нуждается в выдохе. Блок управления измеряет в реальном времени значение давления в дыхательных путях пациента с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления. Управление фазой выдоха заканчивается и выполняется управление фазой вдоха (а именно шаг S20), если значение давления в дыхательных путях меньше, чем значение разности между положительным давлением в конце выдоха Peep и значением запускающего давления, или полный процесс выдоха закончен, а именно превышена длительность выдоха. Здесь значение запускающего давления - заранее заданное значение, которое заранее задано согласно ситуации с дыханием пациента и обычно находится в диапазоне 3-20 см водяного столба. Например, в случае, когда значение запускающего давления заранее задано как 3 см вод.ст., и если положительное значение давления в конце выдоха Peep составляет 5 см вод.ст., когда измеряемое значение давления в дыхательных путях меньше чем 5-3=2 см вод.ст., определяется, что пациент хочет вдохнуть, а именно, достигается состояние запуска вдоха и выполняется управление фазой вдоха.
Дополнительно выполняют шаг S40, если требуется остановить подачу воздуха пациенту.
Данное изобретение раскрыто с помощью предпочтительной формы осуществления. Специалист в данной области техники должен понимать, что различные соответствующие изменения и модификации данного изобретения могут быть выполнены без отступления от сущности данного изобретения. Данное изобретение не ограничено формами осуществления изобретения, раскрытыми здесь, и другие формы осуществления изобретения в пределах формулы данного изобретения должны входить в объем данного изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ вентиляции, управляемой по объему, в аппарате искусственной вентиляции легких на основе турбины, причем аппарат искусственной вентиляции легких оборудован турбиной, сконфигурированной в качестве источника воздуха для этого аппарата, при этом согласно упомянутому способу вентиляции
на шаге S00 запускают аппарат искусственной вентиляции легких, при этом блок управления в аппарате искусственной вентиляции легких посылает команду управления для управления скоростью вращения U на привод турбины так, чтобы привод турбины приводил в действие турбину, соединенную с приводом турбины;
на шаге S10 определяют состояние дыхания пациента блоком управления, при этом выполняют шаг S20, если пациенту требуется вдох, и выполняют шаг S30, если пациенту требуется выдох;
на шаге S20 подают управляющее напряжение V1 блоком управления при управлении фазой вдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана вдоха, причем после завершения управления фазой вдоха выполняют шаг S30;
на шаге S30 подают управляющее напряжение V2 блоком управления при управлении фазой выдоха, чтобы регулировать степень открытия клапана выдоха, причем после завершения управления фазой выдоха выполняют шаг S20; и
на шаге S40 выключают аппарат искусственной вентиляции легких и останавливают подачу воздуха пациенту.
2. Способ по п.1, в котором выполняют шаг S40, если подачу воздуха пациенту необходимо остановить на шаге S20 и шаге S30.
3. Способ по п.1, в котором на шаге S20 блок управления определяет в реальном времени контролируемое значение давления в дыхательном контуре с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, и управление фазой вдоха завершают и выполняют шаг S30, если контролируемое значение давления больше, чем значение порога предупреждения, или превышена длительность вдоха.
4. Способ по п.1, в котором на шаге S30 блок управления измеряет в реальном времени значение давления в дыхательных путях пациента с помощью датчика давления, соединенного с блоком управления, и управление фазой выдоха завершают и выполняют шаг S20, если значение давления в дыхательных путях меньше, чем значение разности между положительным давлением в конце выдоха Peep и значением запускающего давления, или превышена длительность выдоха.
5. Способ по п.1, в котором на шаге S00 скорость вращения U турбины вычисляют по формуле
U = R _ VCV * Qt arg et + Тг * Qt arg et 1С _ VCV + PEEP _ Set _
где RVCV - сопротивление системы, Qtarget . заранее заданный расход потока, Ti - длительность вдоха, C_VCV - податливость системы и PEEP_Set - заранее заданное положительное значение давления в конце выдоха.
6. Способ по п. 5, в котором заранее заданный расход потока Qfarg" вычисляют по формуле Qtarget = TV/T, где TV - заранее заданное значение дыхательного объема и T - длительность вдоха.
7. Способ по п.1, в котором управляющее напряжение V1 при управлении фазой вдоха вычисляют по формулам:
feedforward_Ctrl=-*(r_now/ip_c+ip_R)*K ; и
Vi=kp_F(- -lp _ F) + feedforward _Ctrl ,
где TV - заранее заданное значение дыхательного объема, T - длительность вдоха, K - коэффициент пропорциональности, T_now - текущее время, ф_С - податливость легких после фильтрации, lp_R - сопротивление дыхательных путей после фильтрации, feedforwardCtrl - значение сигнала прямого управления, kp_F - коэффициент пропорциональности при тестировании и lp_F - значение сигнала обратной связи.
8. Способ по п.7, в котором коэффициент пропорциональности K - это наклон кривой напряжения-расхода клапана вдоха.
9. Способ по п. 1, в котором управляющее напряжение V2 при управлении фазой выдоха вычисляют по формуле
V2=K2*(Peep+DP)+B,
где Peep - положительное давление в конце выдоха, DP - значение разности между заранее заданным положительным значением давления в конце выдоха и контролируемым положительным значением давления в конце выдоха, K2 - коэффициент и В - коэффициент.
10. Способ по п.9, в котором коэффициент K2 и коэффициент В - это два параметра уравнения кри-
вой напряжения-давления клапана выдоха, причем коэффициент K2 - наклон и коэффициент В - отрезок,
отсекаемый на оси абсцисс.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025934
- 1 -
(19)
025934
- 1 -
(19)
025934
- 1 -
(19)
025934
- 4 -
025934
- 6 -