Способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких

Способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1,.654256

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свнд-ву

Союз Советских

Социалистимесиих

Республик

2 (51) М. Кл. (22) Заявлено 1 9.01, 76 (2l) 2317088/28-13

А 61 Н 31/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Гащда итьенньй каматет

СССР в делам кзобретеккй н еткриткй

Опубликозано30.03.79.Бюллетень №12

Дата опубликования описания()2.04.79 (53} УДК 615.475 (088.8) (72} Авторы изобретения

В. Л. Печерский, Э. П. Рубин, И. В. Мелемука и Г. Е. Грицкевич (73} Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ ЛЕГКИХ

@(j)= к(° я °, 1

Изобретение относится к области медицины.

Известен способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких, основанный на логическом и периодометрическом анализе изменений в капнограмме выдыхаемого (или альвеолярного) воздуха в зависимости от изменения функционального состояния оперируемогоГ11.

Однако такой способ не обеспечивает адекватного управления величиной минутной вентиляции легких, так как в качестве управляющего сигнала выбран лишь один параметр, а именно - величина p(.Q>

13 в альвеолярном или выдыхаемом воздухе.

Величина же адекватной минутной вентиляции легких определяется множеством физиологических параметров (рСО

РО>, рН и др.), завязанных в определенный функциональный комплекс.

Целью настоящего изобретения является повышение физиологичности (критерия управления искусственной вентиляцией легких в реальном времени проведения операции).

Для этого анализируют спектры ритмограммы ЭКГ, изменяют частоту и объем дыхания по формуле: где 1, 2, 33 ,)=1,2;

S.— параметры, получаемые из спектральиого анализа ритмограммы ЭКГ и текущего анализа;

K" — весовые коэффициенты.

Ц

Способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких может быть реализован в устройстве, изображенном на чертеже. Оно включает в себя объект 1, датчик рСО 2, выход которого подключен к анализатору 3 капнограммы и к индикатору 4, а вход соединен с обьектом 1, подключенным к выходу исполнительного механизма 5, вход которо

654256 го соединен с блоком 6 выработки управляющего воздействия, вход которого, в свою очередь, подключен последовательно к блоку 7 анализа дыхательной информации, получаемой из ЭКГ, к усилителю 8 ЭКГ и параллельно — к индикатору

4 капнограммы.

Способ реализуется следующим образом: в течение 1 О секундного периода й-Я интервалы ЭКГ снимают с объекта 1 и, предварительно усиленные в усилителе ЭКГ, подают в блок 7 анализа дыхательной информации, получаемой из

ЭКГ. Значения капнограммы (pCO2 )

15 подаются на анализатор 3. В блоке выработки управляющего воздействия 6 по решающему правилу, описанному ниже, вырабатывается управляющее воздействие, исходя из анализа как ритмограммы

ЭКГ, так H капнограммы.

Управляющий сигнал образуется как разность между значением опорного напряжения, соответствующего значению управляющего сигнала на предыдущем цикле управления, и значением напряжения; соответствующего необходимому управляющему воздействию на данном цикле управления, определяемому по решающему правилу.

ЗО

Эта разность (сигнал рассогласования) подается как согласующее напряжение в исполнительный механизм 5, который изменяет минутную вентиляцию легких до тех пор> пока сигнал рассогласования; не станет равным нулю.

Индикационный канал устройства работает следующим образом: капнограмма, снимаемая с датчика рСО 2, анализируется в блоке 3 по простому алгоритму слежения: если р10 -pCO злоp< В, то

2 индикации не происходит и работает автоматический контур регулирования.

Если же рС() -рСО Sob.))b, то происхо- дит индикация "гиперкапния" и аппарат переключается на ручное управление.

Параметры рСО зад. и о подбирают2 ся индивидуально и вводятся как уставки до начала работы устройства.

Выработка величины управляющего сиг- о нала производится по алгоритму решающего правила.

Алгоритм решающего правила cocrovт в определении компонента вектора управления Я () минутной вентиляцией легких

VQ)=Z K(. S, (1)

И где i = 1, 2, 3;

j.= 1, 2.

Компоненты вектора управления (Р(,) соответствуют управляющим воздействиям на изменения частоты и объема дыхания.

Коэффициенты К,„представляют собой весовые значения параМетров S в компо1 ненте вектора управления.

Параметр $4 представляет собой величину рСО> в выдыхаемом, или альвеолярном воздухе:

s, =рсо, (2)

Параметр Ь2 редстаяет собой величину производнои от рСО

>з>

2 dt

Параметр S .представляет собой от3 ношение оценок спектральной плотности сигнала ритмограммы ЭКГ в диапазоне частот, близких к частоте дыхания, к оценке спектральной плотности мощности всего процесса

5 ()д (4)

s,= ê-,— — — >

) s"(f) и где К вЂ” масштабный множитель, к-

Р-А. (5) оценка спектральной плотности

« мощности ритмограммы ЭКГ, вычисленная по теореме Винера-Хинчина:

« x Ю= J s()s "" <и о

Яф- автокорреляционная функция, вычисляемая по следующей формуле:

t+

>s(+)= I x(dltft< е)ж) (7) где Х(Ф.) — мгновенное значение ритмограммы ЭКГ;

Т вЂ” период усреднения ритмограммы ЭКГ;

- текущий интервал корреляции; текущее время;

0- — весь диапазон частот спектра плотности мощности ритмограммы ЭКГ;

> - Ь - диапазон частот спектра плотности мощности ритмограммы ЭКГ, близких к частоте дыхания (максимальное значение плотности мощности ритмог раммы ЭКГ).

Таким образом, определяются по решающему правилу компоненты Рф) вектора управления.

Предлагаемый способ по сравнению с известными дает возможность применить.

654256

1Î

Составитель B. Головин

Редактор Н. Грязнова Техред Л. Алферова Корректор A. Кравченко

Заказ 2261/4 Тираж 6 71 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, более физиопогичныйкритерий управления искусственной вентиляцией легких в реальном времени проведения операции, так как регулирование ИБЛ производится на основе анализа не только одного параметра (капнограммы в выдыхаемом, или альвеолярном воздухе), но и на основе анализа дыхательной информации, содержащейся в ритмограмме ЭКГ.

Формула изобретения

Способ автоматического управления искусственной вентиляцией легких, основанный на логическом и периодометрическом анализе изменений в капнограмме выдыхаемого или альвеолярного воздуха в зависимости от изменения функциональ20 ного состояния оперируемого, о т л и— чающийся тем,что,сцельюпо- вышения физиологичности (критерия управления искусственной вентиляцией легких в реальном времени проведения операции), анализируют спектры ритмограммы

ЭКГ, изменяют частоту и объем дыхания по формуле: где t=1,2, 3; =1, г;

Sj- параметры, получаемые из спектрального анализа ритмограммы ЭКГ и текущего анализа;

К; — весовые коэффициенты. 3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 367865, кл. А 61 Н 31/00, 1973.