наркозно-дыхательный аппарат

Формула изобретения

Наркозно-дыхательный аппарат, содержащий дозатор жидких анестетиков, емкость для жидкого анестетика, электронный блок управления, входной и выходной электромагнитные клапаны и датчик давления, отличающийся тем, что в него введен микрокомпрессор, подключенный к емкости для анестетика и связанный с электронным блоком управления, выполненным с возможностью программного изменения производительности микрокомпрессора и управления электромагнитными клапанами для одновременного их открытия при первичном запуске и независимого действия - в процессе работы, при этом емкость жидкого анестетика через входной электромагнитный клапан связана с трубкой дозатора, к верхней части которого подключен связанный с электронным блоком управления датчик давления, а нижняя часть через выходной электромагнитный клапан связана со смесительно-испарительной камерой, обеспечивающей испарение жидкого анестетика в потоке дыхательного газа.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для создания наркозно-дыхательной аппаратуры.

Известны наркозно-дыхательные аппараты, содержащие вентиляционный блок, блок формирования газовых анестетиков и блок формирования жидких анестетиков, например, аппарат ИВЛ «Фаза-5Н» с наркозной приставкой «Фаза-ПН», а также анестезиологический комплекс «Фаза-23» (производитель - ОАО «Уральский приборостроительный завод», г.Екатеринбург). В данных аппаратах способ дозирования анестетиков и устройство для реализации этого способа описаны в патенте RU № 2332242 МПК А61М 16/01 с приоритетом от 23.03.2006. Согласно этому патенту устройство для дозирования жидких анестетиков включает разделение основного потока газа-носителя на два потока, один из которых периодически проходит через барботажный испаритель и насыщается до максимальной концентрации и в дальнейшем смешивается со вторым потоком, обеспечивая, таким образом, желаемую концентрацию. Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая и нестабильная точность обеспечения задаваемой концентрации анестетика, поскольку она в значительной степени зависит от многих внешних изменяющихся параметров (температуры, уровня анестетика в испарительной камере и т.п.).

Известно также «Устройство для ингаляционного наркоза» (патент RU № 2197999 с приоритетом от 26.07.2001, а также опубликованная заявка на изобретение RU № 2007146608 с приоритетом от 15.01.2008), реализованное в аппарате «Ксена-010» - АНАЛОГ. Согласно этим патентам ингаляционное устройство содержит шприц-дозатор и шаговый электродвигатель, обеспечивающий движение поршня этого шприца по заданной программе. Недостатком данного устройства является сложность обеспечения требуемой точности концентрации анестетика во всем диапазоне концентраций при широко изменяющемся потоке дыхательного газа-носителя, а также обеспечение необходимого для длительной операции запаса жидкого анестетика.

Известен также наркозно-дыхательный аппарат по патенту на полезную модель № 99707 МПК А61Н 31/02 с приоритетом от 16.06.2010 - ПРОТОТИП. Дозатор этого аппарата выполнен в виде вертикально расположенной дозирующей трубки малого диаметра, к верхнему концу которой подсоединен электронный датчик давления, а к нижнему концу подсоединена посредством выходного электромагнитного запорно-пропускного клапана магистраль, связанная со смесительно-испарительной камерой, а также посредством входного электромагнитного запорно-пропускного клапана - магистраль, связанная с емкостью для жидкого анестетика, причем жидкость из этой емкости поступает в дозатор самотеком.

Недостатком этого технического решения является возможная нестабильность обеспечения требуемой точности концентрации анестетика из-за изменяющегося в процессе работы уровня анестетика (т.е. изменения гидростатического давления на входе в дозатор), а также сложности при первичной прокачке «сухой» гидросистемы (из-за реально низкого гидростатического давления, которое обеспечивается только за счет разницы в высотах расположения емкости относительно дозатора).

Целью настоящего изобретения является обеспечение точной регулировки концентрации паров жидких анестетиков в широком диапазоне изменения концентраций и потоков газа-носителя, а также обеспечение возможности быстрого заполнения гидромагистралей устройства (прокачки от воздуха) при первичном запуске системы в действие.

Указанная цель достигается тем, что в дозирующем устройстве наркозно-дыхательного аппарата емкость для жидкого анестетика соединена пневматической магистралью с источником пневматического давления (наддув), а в качестве этого источника давления используется управляемый по производительности микрокомпрессор, электрически связанный с электронным блоком управления, причем уровень пневматического давления варьируется изменением выходных характеристик микрокомпрессора за счет воздействия на него по специальной программе электронным блоком управления.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого изобретения.

Основными элементами этой схемы являются:

1. Емкость для жидкого анестетика

2. Трубка дозатора жидких анестетиков

3. Входной запорно-пропускной электромагнитный клапан

4. Микрокомпрессор с электроприводом

5. Электронный блок управления

6. Выходной запорно-пропускной электромагнитный клапан

7. Смесительно-испарительная камера

8. Датчик давления

В предлагаемом изобретении емкость для анестетика 1 связана гидравлической магистралью с трубкой дозатора 2 (посредством входного электромагнитного клапана 3), а к верхней точке емкости 1 посредством пневматической магистрали подсоединен микрокомпрессор 4 с электроприводом. В качестве такого микрокомпрессора используется, например, мембранный компрессор с вибрационным электромагнитным приводом (типа микрокомпрессоров, используемых для нагнетания воздуха в аквариумы). Управление этим микрокомпрессором осуществляется за счет его электрической связи с электронным блоком управления 5, который по заданной программе меняет, например, частоту электрических импульсов, подаваемых на электромагнитный вибропривод микрокомпрессора, и таким образом влияет на производительность микрокомпрессора.

Нижняя часть трубки-дозатора связана также через выходной запорно-пропускной электромагнитный клапан 6 со смесительно-испарительной камерой 7, а верхняя часть трубки дозатора - связана с датчиком давления 8. Функционирует заявляемое изобретение следующим образом.

Принцип действия непосредственно дозатора осуществляется таким же образом, как это описано в патенте-прототипе ( № 99707), а именно: электронный блок по заданному алгоритму (основанному на использовании общеизвестного физического закона Менделеева-Клапейрона для испаряющихся жидкостей) осуществляет командное управление клапанами 3 и 6 следующим образом: вначале открывается клапан 3 (при этом клапан 6 закрыт), и жидкий анестетик из емкости 1 под давлением воздуха, формируемого микрокомпрессором 4 над поверхностью анестетика, затекает в трубку 2 дозатора, сжимая газ, находившийся в трубке 2, до определенного давления, фиксируемого датчиком давления 8, образуя «воздушную подушку». При заданном уровне сигнала от датчика 8 по команде связанного с ним электронного блока 5 клапан 3 закрывается, а клапан 6 - открывается, и жидкий анестетик из трубки 2 под давлением сжавшегося в воздушной подушке в верхней части трубки 2 воздуха начинает выдавливаться в смесительно-испарительную камеру 7 (где и испаряется в потоке дыхательного газа). При этом давление воздуха в верхней части трубки 2 в воздушной подушке начинает снижаться, что фиксируется датчиком 8 и поступает в электронный блок управления 5. А снижение давления в воздушной подушке в верхней части трубки 2 согласно закону Менделеева-Клапейрона пропорционально расходу жидкости, находящейся в нижней части трубки 2, и поэтому при снижении давления воздушной подушки до уровня, определяющего требуемый объем вытесненной жидкости (необходимый для обеспечения испарения анестетика с заданной концентрацией) клапан 6 закрывается, а клапан 3 открывается и весь процесс повторяется.

При этом, чем с большей интенсивностью происходит расход анестетика (который задается врачом, исходя из необходимости обеспечения адекватной анестезии при различных дыхательных объемах), тем с большей производительностью должен работать микрокомпрессор - по команде электронного блока управления, формирующего, например, частоту электроимпульсов, подаваемых на вибрационный электропривод микрокомпрессора.

При первичном запуске (заправке) дозатора жидким анестетиком электронным блоком управления подается команда на одновременное открытие обоих электромагнитных клапанов 3 и 6, и под действием давления воздуха, нагнетаемого микрокомпрессором 4 в емкость 1, анестетик быстро заполняет все гидравлические магистрали, вытесняя из них воздух, после чего система готова к нормальному рабочему циклу.

Предлагаемое техническое решение позволит осуществить формирование потока дыхательного газа с требуемыми характеристиками по точности поддержания заданной концентрации испаряющихся анестетиков в широком диапазоне изменения параметров ИВЛ.