Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких "Спирон–201" - Дипломная работа

Аппарат искусственной вентиляции легких «Спирон-201» предназначен для проведения искусственной вентиляции легких у взрослых при реанимации и интенсивной терапии и эксплуатируется в условиях умеренного климата при температуре от 10 Со до 35 Со, относительной влажности до 80% при температуре 25 Со и атмосферном давлении от 87 до 107 кПа (от 600 до 800 мм. рт. ст.), а в условиях тропического климата - в помещениях с кондиционированным воздухом. Аппарат предназначен для работы по нереверсивному дыхательному контуру. При использовании с наркозным аппаратом он может работать как по нереверсивному, так и по реверсивному дыхательным контурам, но только с взрывобезопасными анестетиками. Аппарат обеспечивает следующие режимы работы: - Режим вспомогательной ИВЛ (ВИВЛ); - Режим управляемой ИВЛ (УВИЛ); - Режим синхронизированной периодической принудительной ИВЛ (СППВ); - Режим самостоятельной вентиляции под постоянным положительным давлением (СДПД); - Режим самостоятельной ИВЛ или ИВЛ вручную мешком (САМД). С помощью аппарата ИВЛ «Спирон - 201» вентиляцию легких можно производить в режимах: управляемой искусственной вентиляции легких (УИВЛ) - оператор управляет дыханием пациента, задавая параметры дыхания; вспомогательной ИВЛ - пациент дышит самостоятельно, аппарат включает ИВЛ лишь по истечении определенного промежутка времени; синхронизированной периодической принципиальной вентиляции - это комбинация всех режимов самостоятельного дыхания и ВИВЛ; самостоятельного дыхания под постоянным положительным давлением - пациент дышит самостоятельно; самостоятельного дыхания (или вентиляция вручную мешком). 1. Был проведен обзор патентов на АИВЛ с 1986 по 1996 годы. В результате обзора, выяснилось, что основным недостатком как аналогов, так и АИВЛ «Спирон - 201» является низкая надежность, что недопустимо в аппаратах искусственной вентиляции легких ввиду опасности для жизни пациента. Так, например в патенте SU 1641343 надежность обеспечивается путем обеспечения постоянства заданных временных параметров искусственной вентиляции легких. Аппарат позволяет автоматически возобновлять ИВЛ при выходе из строя одного из электромагнитных клапанов. В патенте SU 1192822 с целью увеличения надежности вентиляции легких и повышения стабильности работы устройства, оно снабжено двумя пневмодросселями питания, дополнительной подпружинной мембранной управления, образующей над- и подмембранную камеры, и перепускным клапаном, образующим две дополнительные проточные камеры, установленными в переключающем механизме, при этом надмембранные камеры переключающего механизма связаны трубопроводами между собой и источником сжатого газа. В патенте SU 1286202 с целью повышения надежности конструкции, переключающий узел включен между штуцером питания и элементом присоединения к пациенту и состоит из последовательно соединенных входного струйного и выходного струйного клапанов, а эжектор выдоха размещен на выходном струйном клапане и сообщен посредством соединительной трубки с выхолным струйным клапаном переключающего узла. В патенте RU 2020919 повышение надежности достигается за счет того, что в аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий генератор вдоха, соединенный с ним пневматически дыхательный контур и электромагнитные клапаны, объединенные в исполнительное устройство, и электронный блок управления введены по числу электромагнитных клапанов формирователи управляющих импульсов, регулируемые стабилизаторы напряжения с управляемыми делителями и мостовые транзисторные схемы. Итак, было предложено несколько методов повышения надежности, но нигде в русских патентах не предлагалось повысить надежность электрических схем, а точнее микроконтроллера, в элементах которого заложена программа управления аппаратом. Поставленная цель достигается тем, что схема управления скоростью двигателя снабжена жесткой следящей системой и отрицательной обратной связью в виде многоступенчатого делителя напряжения. Предлагается в качестве следящей системы на выходной вал двигателя поставить тахогенератор, вырабатывающий напряжение, пропорциональное скорости вращения его ротора. 1.2 Описание конструкции и принципа действия аппарата искусственной вентиляции легких Технические данные. 1. Средняя наработка на отказ не менее 2000 ч. По электробезопасности аппарат соответствует требованиям ГОСТ 12.2.025 для изделий класса I типа В. 11. Аппарат содержит основные блоки: тележка, блок пациента, генератор вдоха, блок управления, увлажнитель, сигнализатор, блок приборный, блок подачи кислорода, блок активного выдоха, отсасыватель. Блок управления выполнен в виде плоского параллелепипеда, на передней грани которого расположена панель управления (рис. 1.2.1). Кроме того, на этом табло могут высвечиваться словесные обозначения ситуации, а именно: «вдох» во время искусственного вдоха, «АПНОЭ» при проявлении признаков отсутствия вентиляции и «ПУЛЬТ Д.У.» при работе с ПДУ. В нижнем уровне правый столбик является установкой наибольшего давления конца вдоха, левый - отслеживает текущее з