Developing Algorithms and Programs for an Artificial Lung Ventilator

Abstract

Описаны алгоритмы и программы для аппарата искусственной вентиляции легких, которые обеспечивают различные режимы работы аппарата. Работа является актуальной в условиях пандемии COVID-19 в связи с возросшим спросом на данные устройства.Цель исследования – разработка программного комплекса для микроконтроллера STM32L151ZDTx-LQFP144, используемого на переносном аппарате ИВЛ Axion A-IVL-E-03 и обеспечивающего работу в различных режимах вентиляции, графическое отображение динамики дыхания на дисплее и подачу оператору голосовых подсказок и световых сигналов во время работы. Разработанные алгоритмы также предназначены для управления периферийными устройствами и контроля правильности их работы, разрешения аварийных ситуаций с помощью дисплея, голосовых подсказок и световой индикации. Кроме того, в качестве инструмента, который позволяет врачу понять важное взаимодействие между входными параметрами пациента (частота, давление в дыхательных путях и степень вдоха) и клинически важными параметрами (дыхательный объем, средний объем минутной вентиляции), предложены математические модели вентиляции легких с контролируемым давлением. Реализация данных математических моделей показала их применимость для симуляции данных сложных процессов. Разработан удобный и интуитивно понятный графический пользовательский интерфейс.В статье также приводится сравнение существующих аналогов с предложенными разработками.