ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕРКИ АППАРАТОВ ИСКУСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ 12
1.1 Структурная схема аппаратов искусственной вентиляции легких 12
1.2 Основные параметры и понятия в работе аппаратов искусственной
вентиляции легких 12
1.2.1 Временные интервалы дыхательного цикла 13
1.2.2 Управление вдохом 14
1.2.3 Фазы дыхательного цикла 16
1.3 Проверка аппаратов искусственной вентиляции легких 17
1.4 Обзор методов измерения скорости потока воздуха 20
1.5 Постановка цели и задач исследования 23
2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ВОЗДУХА .... 25
2.1 Ультразвуковой метод 25
2.2 Метод дифференциального давления 29
2.3 Выводы 36
3 РАЗРАБОТКА АППАРАТНОЙ И ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ
УСТРОЙСТВА 37
3.1 Разработка модели устройства для создания перепада давления 37
3.2 Разработка аппаратной части устройства 39
3.3 Разработка программной части устройства 44
3.4 Выводы 49
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 50
4.1 Общая характеристика условий эксплуатации устройства 50
4.2 Оценка риска и опасностей, связанных с разработкой 52
4.3 Мероприятия по снижению риска, связанного с вредными и опасными
факторами 52
4.3.1 Снижение риска поражения электрическим током 53
4.3.2 Снижение риска повреждения кожных покровов о колющие или
обдирающие части устройства 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
Приложения 59

Купить

Сегодня проведение срочных реанимационных процедур не обходится без искусственной вентиляции легких (ИВ Л).
В тяжелых случаях, когда состояние больного невозможно детально обследовать или отсутствует необходимое оснащение медицинского учреждения, основными показаниями к искусственной вентиляции являются: остро развившееся нарушение ритма дыхания, патологические ритмы, отсутствие самостоятельного дыхания (апноэ). Данные патологии являются абсолютными показаниями к ИВЛ. Остро возникшие нарушения дыхательного ритма свидетельствуют о глубоких нарушениях центральной регуляции дыхания. Возможности современных аппаратов очень широки. Они позволяют использовать аппараты ИВЛ при проведении различных операционных действий на легкие, на длительных операциях в виде замещения функций внешнего дыхания, в процессе восстановления с поддержанием самостоятельного дыхания
ИВЛ фактически протезирует естественный дыхательный акт посредством создания давления в дыхательных путях. В комплексе реанимационных процедур основной задачей ИВЛ является обеспечение необходимого газообмена в дыхательной системе и возможность освободить организм пациента от дыхательной работы на соответствующий период. При интенсивной терапии искусственная вентиляция легких требует специального высококлассного оборудования.
Аппарат искусственной вентиляции легких - это медицинский прибор, основная функция которого заключается в принудительной подаче кислорода, воздушной смеси или необходимого препарата в газообразной форме в легкие пациента. Основная цель данных процедур заключается в насыщении крови кислородом, удалении углекислого газа из легких или в достижении необходимой концентрации препарата в крови при наркозе.
Разработка модуля для расчета потока необходима для дальнейшего проектирования устройства, предназначенного для проверки аппаратов искусственной вентиляции легких.
Современные аппараты ИВЛ - это высокотехнологичное медицинское оборудование, которое обеспечивает большое количество режимов работы и настраиваемых параметров. И так как они осуществляют поддержку или замещение жизненно важной функции организма, необходим контроль точности работы данных аппаратов. Проверка работоспособности аппаратов ИВЛ проводится в виде измерений эксплуатационных параметров.
На сегодняшний день на российском рынке проверочных устройств представлены устаревшие модели, например, КП-3м. Прибор КП-3м предназначен для проверки аппаратов искусственной вентиляции легких, работающих по методу вдувания воздушной смеси в легкие и отсасывания ее из них, с переключением механизма аппарата по достижении определенных значений давления и разрежения в подмасочном пространстве. Прибор проверяет:
- продолжительность «вдоха-выдоха»;
- давление и разряжение при которых происходит переключение механизма аппарата;
- вентиляцию аппарата;
- давление и разряжение при которых происходит переключение механизма аппарата.
Характеристики данного устройства:
- максимальное измеряемое разрежение - 1065Па;
- максимальное измеряемое давление - 3200Па.
Как можно видеть, данное оборудование уже не отвечает современным требованием: имеет малое количество измеряемых параметров, низкую информативность, большие размеры. Кроме того, данный прибор применяется для проверки малого класса аппаратов ИВЛ.
Зарубежные устройства (например, Citrex H4) обладают более широкими возможностями. Анализаторы представляют собой портативные приборы со специальными режимами для измерения параметров работы аппаратов ингаляционного наркоза и искусственной вентиляции легких. CITREX H4 разработан для мобильного и простого использования при одновременном соблюдении всех требований повседневной работы на местах. Его возможности позволяют ему анализировать характеристики широкого спектра медицинских приборов. Данные устройства измеряют большое количество параметров: Breath rate, Ti, Te, I:E, Vti, Vi, Ve, Peak flow, Ppeak, PEEP и др. Так же, данные приборы обладают высокой информативностью: устройства отображают графики потоков, объемов, давлений, температуры и концентраций кислорода в реальном времени. Однако, при этом являются крайне дорогостоящими (около 900000 руб.).
Именно поэтому имеется острая необходимость разработать устройство, обладающее достаточным набором измеряемых параметров и более низкой стоимостью.
Цель работы: разработать устройство для инструментального контроля технического состояния аппаратов ИВЛ.
Так как аппарат ИВЛ имеет большое количество параметров, которые необходимо регистрировать, требуется разделить разработку на отдельные этапы. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- обзор существующих методов измерения скорости потока воздуха;
- выбор метода и изучение используемых в нем математических моделей для расчета скорости потока воздуха;
- апробация метода на основе тестового устройства;
- адаптация или разработка собственной модели на основе выбранного метода;
- разработка аппаратной платформы;
- разработка аппаратной части.
Объект исследования: аппарат искусственной вентиляции легких
Предмет исследования: методы, используемые для определения скорости потока воздуха, на базе которых строится прибор для проверки аппаратов ИВЛ.
Методы разработки: в работе используются два метода определения скорости потока воздуха: ультразвуковой метод с применением
аналитического метода математического моделирования для расчета скорости потока воздуха, и метод основанный на измерении дифференциального давления с применением численного метода математического моделирования с использованием итерационного процесса для расчета скорости потока воздуха.
Результаты работы: выбран метод измерения скорости потока воздуха, создана математическая модель измерения скорости потока воздуха, на базе данного метода разработано устройство и соответствующее программное обеспечение для него, проведены испытания прибора.
Научная и практическая значимость работы: разработано
устройство, отвечающее всем заданным требованиям; разработанная модель измерения скорости потока позволит проводить дальнейшее развитие и усовершенствование приборов данного класса.
Купить