CS252078B1 - Obvod pro kontrolu funkce termoregulačního systému transkutánní sondy se dvěma nezávislými teplotními čidly - Google Patents

Abstract

Obvod slouží Jako doplněk elektronických měřičů parciálního tlaku krevních plynů, využívajících neinvasivního transkutánního způsobu měření· Obvod je řešen pro spolupráci s transkutánní sondou osazenou dvěma nezávislými teplotními čidly. Obvod je tvořen třemi komparátory napětí, zdrojem referenčního napětí, dv|ma odporovými děliči napětí, obvodem logického spučtu, vypínacím prvkem a qptiokým nebo akustickým indikátorem, úkolem obvodu je kontrolovat funkci termoregulačního systému transkutánní sondy, rozpoznat jakoukoliv variantu poruchy jeho funkce, zamezit nárůstu teploty nad únosnou hranici a indikovat poruohu optickým nebo zvukovým signálem. Tím je dosaženo zvýšení spolehlivosti funkce transkutánních měřičů krevních plynů, je zcela odstraněno nebezpečí vzniku popálenin u pacientů v případě havárie termoregulačního systému sondy. Obvod je použitelný u věech transkutánních měřičů krevních plynů, jejichž sondy jsou vybaveny dvěma nezávislými odporovými nebo polovodičovými teplotními čidly.

Description

— 1 Vynález ee týká elektronického kontrolního obvodu, který je součásti zařízeni k měření parciálního tlaku krevních plynů, zejména kyslíku a kysličníku uhličitého v kapilární krvi.

V současné době sa k měřeni parciálního tlaku krevnitíh plynů stále vice využívá neinvasivního bezbolestného způsobu, kdy.měřeni se provádí na.kůži pacienta pomocí t.zv. transkutánni sondy citlivé na daný druh plynu. Měřený údaj je zpracován a číselně zobrazen vyhodnocovacím zařízením (např. kyelík oxymetrem). Ke zvýšeni účinnosti přestupu měřeného plynu z kapilární krve přes kůži k transkutánni sondě je kůže na etyčné ploše se sondou vyhřívána na konstantní teplotu v rozmez! asi 40 až 45°C. Proto bývá jedna z ělektrod transkutánni sondy (vztažná elektroda-anoda) provedena jako rovinná o ploše řádově 100 mm a na ni je tepelně vodivě navázán elektrický vyhřivaci prvek a teplotní čidlo. Oba tyto prvky jsou součásti elektrického ternforeguláčniho obvodů, který má za úkol stabilizovat teplotu na předem stanovaná hodnotě.

Praxe ukazuje, že při provozu popisovaných měřicích zařízeni může dojit k poruchám termoregulačního syetému, které mohou být zapříčiněny poruchou kteréhokoliv dilčiho prvku systému, t.j. například vyhřivaciho prvku, teplotního čidla, regulačního zesilovače a v neposlední řadě též zkratem nebo přerušením některého vodiče mechanicky značně namáhavého přívodního kabelu k transkutánni sondě. Porucha termoregulačního systému transkutánni sondy může mlt velmi nepřl252078 jemné následky, zvážime-li že v takovém případě může dojít k přehřátí styčné plochy vyšší, než je jmenovitá teplota za normálního provozu.

Může tak dojit u pacienta k vážným popáleninám. Nelze spoléhat na indikaci poruchy samotným pacientem, nebot měřeni krevních plynů se často provádi na nemluvňatech, u pacientů v bezvědomí a podobně.

Tyto nevýhody odstraňuje obvod pro kontrolu funkce termoregulačního systému transkutánni sondy se dvěma nezávislými čidly, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen nejméně třemi napětovými komparátory, přičemž první vstup prvního napětového komparátoru je spojen přes prvni odporový dělič s prvním teplotním čidlem a druhý vstup prvniho napětového komparátoru je spojen přímo s druhým teplotním čidlem, zatímco první vstup druhého napětového komparátoru je epojen přes druhý odporový dělič p druhým teplotním čidlem a druhý vstup druhého napětového komparátoru je spojen přímo s prvním teplotním čidlem a první vstup třetího napětového komparátoru je spojen se zdrojem referenčního napětí, zatímco druhý vstup třetího napětového komparátoru je spojen e prvním teplotním čidlem nebo s druhým teplotním čidlem a výstupy všech napětových komparátorů jsou spojeny přes obvod logického součtu jednak β vypínacím prvkem, jednak 8 indikátorem. Prvni odporový dělič zapojený v prvním vstupu prvniho napětového komparátoru a druhý odporový dělič zapojený v prvním vstupu druhého napětového komparátoru mají vzájemně shodný dělící poměr, avšak rozdílné hodnoty odporů, které u prvního odporového děliče i u druhého odporového děliče jsou řádově vyšší než hodnota odporu prvního teplotního čidla a druhého teplotního čidla.

Hlavní výhodou popisovaného obvodu je v prvé řadě to, že dokáže rozpoznat jakoukoliv variantu poruchy termoregulačního systému a zamezit nárůstu teploty nad únosnou bránici a zřetelně (např. optickými a zvukovými signály) indikovat poruchu termoregulačního systému. Obvod dle vynálezu je určen pro spolupráci s transkutánnimi sondami vybavenými dvěma nezávislými odporovými nebo polovodičovými teplotními Čidly.

Provedení kontrolního obvodu dle vynálezu objasní výkres.

Základ obvodu tvoři první napětový kom- 3 parátor 5, druhý napětový komparátor 7 a třetí napětový komparátor 9, spojené elektricky s prvním teplotním Čidlem las druhým teplotním čidlem 2, umístěnými v transkutánni sondě 3. Tato čidla mohou být odporová nebo polovodičová.

m· >

Prvni vstup prvniho napětového komparátoru 5 je přes prvni odporový dělič 4 spojen s prvním teplotním čidlem JL a vstup téže polarity druhého napětového komparátoru 7 přes druhý odporový dělič 6 s druhým teplotním čidlem 2. Zbývajíc! vstup prvního napětového komparátoru χ je spojen s druhým teplotním čidlem 2 β zbývající vstup druhého napětového kcm•parátoru 7 s prvním teplotním čidlem χ. Vstup třetího napěto vého komparátoru 9, jehož polarita je shodná s polaritou prvního vstupu prvniho napětového komparátoru χ, je spojen se zdrojem referenčního napětí 8 a zbývající vstup třetího napětového komparátoru 9 je spojen s prvním teplotním čidlem .Γ nebo s druhým teplotním čidlem 2. Výstupy prvniho napětového komparátoru χ, druhého napětového komparátoru 7 a třetího napětového komparátoru 9 jsou spojeny přes obvod 10 logického součtu jednak s vypínacím prvkem 11, jednak s indikačním obvodem 12. První teplotní čidlo 1 je spojeno přes prvni zatěžovací odpor 13 se zdrojem napájecího proudu 15. Druhé teplotní čidlo 2 je spojeno přes druhý zatěžovací odpor 14 rovněž se zdrojem napájecího proudu 15. První odporový dělič 4 a druhý odporový dělič 6> mají shodný dělící poměr, jsou však složeny z odporů rozdílných hodnot. První teplotní čidlo 1 je současně zapojeno jako teplotní čidlo termoregulačního systému transkutánni sondy 3.

Zapojení pracuje za provozu takto. Na prvním teplotním čidle 1 a na druhém teplotním čidle 2 vznikají při průtoku napájecího proudu úbytky napětí a Ug. Za normálního stavu jsou tyto úbytky shodné. Úlohou obvodu pro kontrolu funkce termoregulačního systému transkutánni sondy 3 je . reagovat na všechny možné kombinace poruch.termoregulačního systému:

a) Nárůst teploty transkutánni sondy 3 nad únosnou hranici z jakéhokoliv důvodu. Nárůst se projeví změnou úbytku napětí na prvním teplotním čidle 1. a na druhém teplotním čidle 2, = Ug / U jmenovité. Úbytek napětí nebo Ug ‘se porovnává třetím napětovým komparátorem 9 s napětím

I zdroje 8 referenčního napětí a je vyhodnocen jako vypínaci napětí na výstupu třetího komparátoru 9, které přes obvod 10 logického součtu působí na vypínací prvek 11 a na indikátor 12. Vypínací prvek 11 vypíná proud v okruhu vyhřívání transkutánní sondy 3. Indikátor 12 vhodným způsobem (opticky nebo akusticky) indikuje poruchu.

b) Přerušení prvního teplotního čidla nebo přívodu k němu.

^l/^U2* ^Stav J® vyhodnocen vznikem vypínacího napětí na , výstup prvního napětového komparátoru 5, které působí přes obvod 10 logického součtu na vypínací prvek 11 a indikátor 12. >

c) Přerušení druhého teplotního čidla 2 nebo přívodu k němu. ^U2>^U1* ^Stav J® vyhodnocen vznikem vypínacího napětí na výstupu druhého napětového komparátoru 7 s následným vypnutím vyhřivaciho proudu transkutánní sondy a spuštěním Indikátoru 12.

d) Zkrat prvního teplotního čidla £ nebo přívodu k němu.

Uj = 0 <Ug, Stav vyhodnocen jako vypínací napětí na výstupu druhého napětového komparátoru 7.

e) Zkrat druhého teplotního čidla 2 nebo přívodu k němu.

Ug a 0<U^. Stav vyhodnocen jako vypínací napětí na výstupu prvního napětového komparátoru _5.

f) Přerušení prvního teplotního „čidla _1 nebo přívodu k němu a současné přerušení druhého teplotního čidla 2 nebo přívodu k němu. Uplatni se rozdíl v úbytku napětí na prvním zatěžovacím odporu 13 a druhém zatěžovacim odporu 14 způsobený rozdílným odporem prvního odporového děliče 4 a druhého odporového děliče 6. Tento rozdil se neuplatnil, pokud bylo připojeno první teplotní čidlo i a dru hé teplotní čidlo 2 o řádově menším odporu. U^ / Ug. Ue-li například celkový odpor prvního odporového děliče 4 větší než celkový odpor druhého odporového děliče 6 je ^₁>Ug a stav je vyhodnocen vznikem vypínacího napětí na výstupu prvního napětového komparátoru 5 s následným účinkem na vypínací prvek 11 a indikátor 12.

g) Zkrat prvního teplotního čidla £ nebo přívodu k němu a současný zkrat druhého teplotního čidla 2 nebo přivok M du k němu. = Ug » O, Stav vyhodnocen třetím napětovým komparátoram 9 jako vypínací napětí na Jeho výstupu.

Vypínací napětí na výstupech prvního napěťového komparátoru 5, druhého napěťového komparátoru 7 a třetího napěťového komparátoru 9 jsou sdružena obvodem 10 logického součtu a ovládají jednak vypínací prvek 11, který odpojí vyhřivacl okruh transkutánni sondy 3, jednak Indikátor 12, který akusticky nebo opticky upozorni na nežádoucí stav. První odporový dělič 4 a druhý odporový dělič 6 mají dělicí, poměr přibližně 1,1 s i a slou ži k definováni jednoznačně odezvy prvního napětového komparátoru £ a druhého napětového komparátoru £ za nor málniho stavu, kdy = Lig. Napětí zdroje 8 refarenční- ho napětí je voleno tak, aby při poruše došlo k nárůstu teploty transkutánni sondy 3 maximálně o 1 až 2°C nad normální hodnotu. Pokud je termoregulační systém transkutánní sondy 3 nastavitelný na různé hodnoty teploty, je výhodné, aby zdroj 8 referenčního napětí poskytoval napětí závislé na volbě teploty.

Claims (2)

1. -6PŘEDMĚT VYNÁL EZ U

   1, Obvod pro kontrolu funkce termoregulačního systému transkutánnl sondy (3) se dvěma nezávislými teplotními čldly_/vyznačený tim, že je tvořen nejméně třemi napěťovými komparátory (5, 7, 9), přičemž prvni vstup prvního napěťového komparátoru (5) ja spojen přes první odporový dělič (4) a prvním teplotním čidlem (1) β druhý vstup prvního napěťového komparátoru (5) je apojen přímo.s druhým teplotním čidlem (2), zatímco prvni vstup druhého napěťového komparátoru (7) ja spojen přes druhý odporový dělič (6) s druhým teplotním čidlem (2) a druhý vstup druhého napětového komparátoru (7) ja spojen přimo s prvním teplotním čidlem,(1) a první vatup třetího napětového komparátoru (9) je apojen ee zdrojem (8) referenčního napětí, zatímco druhý vstup třetího napětového komparátoru (9) je spojen s prvním teplotním čidlem (1) nebo a druhým teplotním čidlem (2) a výstupy věech napěťových komparátorfi (5, 7, 9) jsou spojeny přes obvod (10) logického součtu jednak a vypínacím prvkem (11), jednak s indikátorem (12).
2. 2. Obvod podle bodu l_ťvyznačený tim, že první odporový dělič (4) zapojený v prvním vstupu prvního napětového komparátoru (5) a druhý odporový dělič (6) zapojený v prvním vstupu druhého napěťového komparátoru (7) mají vzájemně shodný dělicí poměr, avšak rozdílné hodnoty odporů, které u prvého odporového děliče (4) i u druhého odporového děliče (6) jeou řádově vyěší než hodnota odporu prvního teplotního č.idla (1) a druhého teplotního čidla (2).

   1 výkres