Рефераты. Разработка процессорного модуля аппарата искусственной вентиляции лёгких

Для применения в условиях скорой помощи, экстремальной медицины, при медицинской эва-­
куации и др. Здесь на первый план выступают ав­тономность, портативность, возможность использования   так   называемыми   парамедиками.   Про­сматриваются две категории аппаратов — с приводом вручную и с автономным пневмопитанием. Градации  по возрасту пациентов также  необхо­димы.

В отдельную группу стоит выделить аппара­ты для реализации некоторых специфических ме­-
тодик, например ВЧ ИВЛ, бронхоскопии и др.

Количественные характеристики традицион­ных режимов ИВЛ можно считать установивши­мися. Для аппаратов, предназначенных для ин­тенсивной терапии взрослых пациентов, обычно считаются достаточными максимальные значения минутной вентиляции 40—50 л/мин, дыхательного объема 1,5—2 л, частоты вентиляции 60 в минуту. Для применения аппаратов во время анестезии, в экстремальной медицине и для амбулаторного ле­чения требования к этим характеристикам могут быть несколько снижены.

Для аппаратов, предназначенных для новорож­денных.и детей младшего возраста, отметим; тен- денцию к обеспечению вентиляции детей, родив­шихся со значительной степенью недоношенно­сти. Ведущие специалисты-медики России по-разному оценивают верхний предел частоты вентиляции. Трудно не согласиться с мнением, что для частоты более 60—80 в минуту необходима специальная аппаратура. Тем не менее в ряде за­рубежных аппаратов, реализующих традицион­ные методики ИВЛ, можно встретить возмож­ность установки частоты вплоть до 120—150 в ми­нуту.

Практический интерес представляет определе­ние верхнего предела установки минутной венти­ляции и других параметров, зависящих от быстро изменяющихся с возрастом вентиляционных по­требностей ребенка. Большинство изготовителей ориентируются только на две возрастные града­ции: аппарат для взрослых, включая детей стар­шего возраста, и аппарат для новорожденных и детей младшего возраста. В ряде международных стандартов граница проводится не по возрасту, а по массе тела ребенка (15 кг), что более обосно­ванно. Во всяком случае, можно считать, что мак­симальные значения объемных параметров (ми­нутная вентиляция и дыхательный объем) аппара­тов для новорожденных и детей младшего возрас­та должны несколько перекрывать минимальные значения тех же параметров, обеспечиваемых ап­паратами для взрослых, и наоборот.

Верхний предел давления, которое аппараты могут создавать в легких пациента, обычно огра­ничивается значением 60—100 гПа. Максималь­ное значение положительного давления конца

вдоха  в  подавляющем  большинстве  случаев  со­ставляет 15—20 гПа.

Технические решения современных аппаратов ИВЛ во многом сблизились. В настоящее время применяются 4 схемы для подачи газовой смеси пациенту.     

Генератор вдоха постоянного потока с ком­мутирующими устройствами в линиях вдоха и вы­доха, выполненный в виде смесителя сжатого ки­слорода, поступающего извне, и сжатого воздуха.
В большинстве зарубежных аппаратов последний также подается из внешнего источника (аппараты серий "Putitan-Bennet", "Веаг", большинство мо­делей фирм "Bird" “Drager” и др.) или поставляемым отдельно компрессором высокого давления. В отечественных аппаратах воздух подает встроен­ный в аппарат компрессор низкого давления. Та­кая схема позволяет достаточно легко реализовать разнообразные режимы работы и измерять харак­теристики   вентиляции.   Однако   конструктивное осуществление этой схемы довольно сложно, ис­пользование во время ИА затруднено. Примером
такого решения являются аппараты "Спирон-201","Фаза-5" и др.

Генератор вдоха постоянного потока с коммутирующим устройством только в линии выдоха. Здесь через линии вдоха газ течет постоянно,  с частотой  дыхания   перекрывается  только  линия выдоха,   поэтому   конструкция   таких   аппаратов проще, чем по схеме 1. Особенно проста реализа­ция режимов, требующих создания в линии выдо­ха постоянного подпора положительного давления (ПДКВ,   самостоятельное  дыхание  под  положи­тельным давлением и др.). Конструктивная форма выполнения генератора вдоха такая же, что и для схемы 1. Постоянный поток газа, через дыхательный  контур,  с  одной стороны  позволяет легче, контролировать его величину и подаваёмую ми­нутную вентиляцию, а с другой - вызывает1 повы­шенный расход газовой смеси, затрудняет измере­ние выдыхаемого объема и применение во время ИА. Поэтому данный принцип используется поч­ти  исключительно в аппаратах для интенсивной терапии у детей (например, в аппарате "Спиро-Вита-412"), где повышенный расход  кислорода незначителен по абсолютной величине.

Постепенно расширяется использование ге­нератора вдоха,  выполняемого в виде меха, цилиндра с поршнем и т. п., приводимых в движе­ние специальным электроприводом, который позволяет гибко управлять всеми характеристиками движения подвижного элемента, а следовательно,
потока газа и  вентиляции.  Режимы, использую­щие в линии выдоха динамически создаваемое постоянное давление, реализовать сложно. Достоин­ством   является   возможность  обойтись   как   без
внешнего пневмопитания, так и без встроенного компрессора. Снижение размеров и массы такихаппаратов сочетается с тем, что потребляемая в данный момент мощность определяется режимом вентиляции  и максимальная нагрузка на привод нужна очень редко. Такое устройство встречается
пока только в аппаратах средней сложности, пред­назначенных для взрослых, например в аппарате фирмы "Kontron", в модели "Веаг-33".

4. Описанные выше схемы ориентированы на подачу определенного потока или объема газа, а создающееся   при   этом   в  дыхательном   контуре давление вторично. Известна, однако, схема, пер­вично ориентированная на создание заданного давления. Ее основу составляет емкость с регули­руемой эластичностью, в которую газовая смесь подается постоянно, а отбирается только во время вдоха. Принципиальное преимущество — возмож­ность накопления газа, из-за чего мгновенное значение подачи газа всегда равно минутной вен­тиляции, но не превышает ее, как в других схемах. Пример реализации — аппараты семейства " Servoventilator – 900 фирмы "Siemens".

Во всех современных аппаратах, кроме про­стейших моделей для скорой помощи и аппаратов для ИВЛ вручную, применение микропроцессоров стало стандартным приемом даже для моделей с пневматическим приводом. Пневматические уст­ройства для управления аппаратами практически вышли из употребления. Преимущества микро­процессорного управления по гибкости, разнооб­разной обработке и визуализации информации весьма велики. Однако прослеживается тенденция придания аппаратуре возможностей, которые лег­ко реализуются программными методами, но чет­кие показания к их применению либо очень узки, либо еще не определены.

Известно, что важные характеристики аппарата ИВЛ — стабильность установленных режимов и легкость настройки на них — во многом опреде­ляются примененным принципом переключения с вдоха на выдох. Поскольку микропроцессорная техника легко обеспечивает дозирование вре­менных характеристик, наибольшее распростра­нение получило переключение по времени. Вме­сте с тем для реализации многих режимов работы этот первичный механизм дополняется переклю­чением аппарата на выдох по достижению задан­ного давления в дыхательном контуре и изредка — вследствие подачи заданного объема. Другим ас­пектом микропроцессорного управления стало широкое применение, для стабилизации ряда ха­рактеристик внутренних обратных связей. Приме­ром может служить реализованное в моделях "Спирон-201" и "Спирон-Вита-402" автоматиче­ское поддержание заданной вентиляции при из­менении оператором относительной длительности вдоха или величины задержки на вдохе.

Одновременно микропроцессорная техника по­зволяет так сильно оснастить аппарат устройства­ми для мониторного контроля и измерения пока­зателей вентиляции и состояния пациента, на­столько изощренно обрабатывать и представлять соответствующую информацию, что становится трудным обеспечить безопасность пациента без таких устройств и, более того, грамотно использо­вать возможности аппарата ИВЛ. Справедливо ут­верждать, что важнейшая тенденция развития ап­паратов ИВЛ — превращение многофункциональ­ных аппаратов ИВЛ в своеобразные информаци­онно-управляющие центры.

Прообразом подобного симбиоза можно счи­тать аппарат ИВЛ "Evita-4" германской фирмы "Drager", в котором на большой цветной экран выводятся значения задаваемых и измеряемых по­казателей вентиляции, несколько функциональ­ных кривых, задаваемые границы сигнализации, данные о пациенте и о техническом обслужива­нии и др. Даже управление большинством характеристик осуществляется изображенными на эк­ране "виртуальными" органами управления. Нуж­но все же отметить, что и стоимость этого аппара­та не менее впечатляющая.

На основании приведенных сведений можно сформулировать следующие перспективы разви­тия отечественной аппаратуры.

Перспективы развития аппаратов ИВЛ

Будут продолжать   расширяться   функцио­нальные возможности аппаратов наиболее высо­кого класса. К режимам управляемой (во всех ее разновидностях),   вспомогательной  и  периодиче­ской вентиляции и самостоятельного дыхания с постоянно положительным уровнем давления бу­дут добавлены   те   новые  режимы,   показания  к применению и реализация которых уже установ­лены и которые не требуют значительного техни­ческого усложнения, а именно, поддержки давле­ния и вентиляции с двумя фазами положительно­го давления.

Будут продолжаться обеспечиваться работа аппаратов без подачи извне сжатого воздуха и ис­пользование сжатого кислорода только для оксигенации вдыхаемого воздуха. Для аппаратов наи­более высокого класса будет преимущественно ис­пользоваться более гибкая схема с управляемыми
клапанами в линиях вдоха и выдоха. В ней найдут применение электромагнитные устройства, позво­ляющие управлять не только временными харак­теристиками, но и расходом газа.

В более простых аппаратах, видимо, будет пре­имущественно применяться схема с управляемым электродвигателем и мехом, а также схема с нако­пительной емкостью. В этих моделях перспектив­но применение встроенного аккумулятора для обеспечения 20—30 мин работы аппарата после нарушения электропитания.

По-прежнему будет применяться микропроцессорное  управление   с   использованием  совре­менной элементной  базы  и  обеспечиваться разборность   дыхательного   контура.   Еще   большее
внимание будет уделено упрощению управления аппаратами, в том числе путем использования ав­томатической стабилизации заданных оператором характеристик.

Особенно быстро будет развиваться оснаще­ние аппаратов встроенными и придаваемыми мо­ниторами с измерением показателей давления и объемных характеристик ИВЛ и с сигнализацией о выходе основных характеристик вентиляции из заданного диапазона. В аппаратах высокого клас­са, по-видимому, станет обязательным вывод информации, в том числе функциональных кривых на экран.


2.3. Аппараты искусственной вентиляции легких

Фирма DRAGER является признанным мировым лидером в про­изводстве аппаратов ИВЛ , историю создания которых ведет с 1907г., когда Генрих Драгер изобрел дыхательный прибор для первой помощи и возвращения людей к жизни .Дыхание сегодня обеспечивается   при­менением управляемой компьютером техники , что позволяет создать не­обходимые   требования безопасности . Далее будут рассмотрены некото­рые аппараты выпускаемые   этой фирмой : ЕV 801 , EDAM 2 .

Аппарат EV 801 . Предназначен для длительной по времени вен­тиляции легких для домашнего, транспортного и клинического приме­нения .

EV 801 - это управляемый по времени дыхательный прибор . Экс­плуатируется без медицинского сжатого воздуха . Питается от электри­ческой сети , от внешнего постоянного напряжения ( батареи 12В или 24В).

Независимость от сжатого воздуха обеспечивается за счет встро­енного насоса.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.