DD225842A3

DD225842A3 - Zeitfolgesteuerung fuer elektronisch gesteuerte beatmungsgeraete

Info

Publication number: DD225842A3
Application number: DD82245762A
Authority: DD
Inventors: Frank Stiegler; Hans J Horn
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1985-08-07
Also published as: SE8304927L; DE3333133A1; HU192252B; SE460018B; SU1496796A1; SE8304927D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zeitfolgesteuerung fuer elektronisch gesteuerte Beatmungsgeraete, wobei Atemfrequenz und Atemzeitverhaeltnis kalibriert eingestellt und unabhaengig voneinander variiert werden sollen. Sie besteht im wesentlichen aus zwei an sich bekannten Programmwahlschaltkreisen, die jeweils aus einer Zusammenschaltung von zwei 3-bit-Zaehlern und zwei Binaer/1 aus 8 Decodern gebildet sind. Die Takteingaenge C der 3-bit-Zaehler des ersten Programmwahlschaltkreises sind ueber einen Frequenzteiler mit einem Rechteckgenerator verbunden. Der Binaer/1 aus 8 Decoder des ersten Programmwahlschaltkreises ist mit einem 12poligen Schalter verbunden, der mit den Takteingaengen C der 3-bit-Zaehler des zweiten Programmwahlschaltkreises verknuepft ist, dessen Binaer/1 aus 8 Decoder mit einem zweiten 12poligen Schalter geschaltet ist. Der zweite 12polige Schalter wird mit einem Flip-Flop so geschaltet, dass es vom ersten Ausgangsimpuls gesetzt und von einem variablen Ausgangsimpuls rueckgesetzt wird. Der letzte Ausgangsimpuls setzt die 3-bit-Zaehler des zweiten Programmwahlschaltkreises zurueck, so dass ein Atemzeitverhaeltnis unabhaengig eingestellt werden kann.

Description

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein ODER-Gatter eingangsseitig einerseits mit einem Ausgang des zweiten Binär/1 aus 8 Decoders des zweiten Programmwahlschaltkreises, andererseits über ein Differenzierglied mit einem Schließglied eines P/E-Wandlers und ausgangsseitig mit einem Eingang des ersten 3-bit-Zählers des zweiten Programmwahlschaltkreises verbunden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden, deren Schaltungsaufbau in der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeitfolgesteuerung besteht im wesentlichen aus zwei an sich bekannten Programmwahlschaltkreisen, die durch die Zusammenschaltung von jeweils zwei 3-bit-Zählern 1, 2 und 3,4 und zwei Binär/1 aus 8 Decodern 5,6 und 7,8 gebildet werden.

Die Zusammenschaltung gestattet auch die serielle Durchsteuerung derart, daß der jeweils zweite Decoder 6, 8 erst nach dem ersten Decoder aktiviert wird. An den Takteingang C der3-bit-Zähler 1,2 werden Impulse umschaltbarer Taktfrequenzen f_Tl gelegt. Die Impulse werden in einem Rechteckgenerator 9 erzeugt und in einem folgenden Frequenzteiler 10 geeignet untersetzt.

Verschiedene Teilerstufen werden zusammen mit der ungeteilten Impulsfolge auf einen 4poligen Umschalter 11 geführt, der mitdenTakteingängen Cder3-bit-Zähler 1,2 verknüpft ist. Erreicht das Η-Signal einen durch den Schalter 12 belegten Ausgang der Binär/1 aus 8 Decoder 5 oder 6, wird ein Impuls an die Takteingänge C der 3-bit-Zähler 3, 4 gegeben. Mit dem gleichen Impuls werden über die Signalleitung 13der3-bit-Zähler 1 und über die Verknüpfung der3-bit-Zähler 2 rückgesetzt. Ein erneutes Durchtakten mit der Taktfrequenz f_Tl beginnt. Von der Stellung des 12poligen Schalters 12 sind die erzeugten Atemfrequenzen abhängig und steuern im Takte von f_l2 die 3-bit-Zähler 3, 4 und die Binär/1 aus 8 Decoder 7, 8 durch.

Der Ausgang 0 des Binär/1 aus 8 Decoders 7 ist mit dem S-Eingang eines Flip-Flop 14 verbunden, während zwölf weitere Ausgänge der Binär/1 aus 8 Decoder 7, 8 mit einem 12poligen Schalter 15 verknüpft sind, der wiederum mit dem R-Eingang des Flip-Flop 14 verbunden ist. Mit dem Η-Signal am Ausgang 0 des Binär/1 aus 8 Decoders 7 gibt das Flip-Flop 14 ein H-Signal an ein nachfolgendes Stellorgan (nicht gezeichnet). Erreicht das Η-Signal einen belegten Ausgang, wird das Flip-Flop 14 rückgesetzt und gibt ein L-Signal ab.

Der Ausgang 7 des Binär/1 aus 8 Decoders 8 ist mit einem Eingang eines ODER-Gatters 16 verbunden. Der andere Eingang des ODER-Gatters 16 ist über ein Differenzierglied 17 mit einem Schließglied eines P/E-Wandlers 18 verknüpft. Der Ausgang des ODER-Gatters 14 ist mit dem Eingang 0 des 3-bit-Zählers 3 signalverknüpft.

Erreicht das Η-Signal im weiteren Durchtakten den Ausgang 7 des Binär/1 aus 8 Decoders 8, werden über das ODER-Gatter 16 der 3-bit-Zähler 3 und über die Verknüpfung der 3-bit-Zähler 4 rückgesetzt und beginnen mit dem nächsten Impuls f_T2 einen neuen Zählgang.

Die Anzahl der Takte f_T2 vom Ausgang 0 des Binär/1 aus 8 Decoders 7 bis zu einem belegten Schalterausgang ergibt die Inspirationsdauer, die Schrittzahl vom belegten Schalterausgang bis zum letzten Ausgang vom Binär/1 aus 8 Decoder 8 die Exspirationsdauer.

Zur Realisierung einer assistierten Beatmung müssen die 3-bit-Zähler 3,4 des zweiten Programmwahlschaltkreises zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Exspirationsphase rückgesetzt werden, wenn ein Assistorimpuls vom Patienten ausgelöst wird. Beim kurzzeitigen Schließen des Schließkontaktes des P/E-Wandlers 18 eines Assistorgebers (nicht gezeichnet) wird aus einer Gleichspannung über das Differenzierglied 17 ein Nadelimpuls gewonnen, der über das ODER-Gatter 16 die 3-bit-Zähler 3, 4.

sofort rücksetzt.

Der Frequenzteiler 10 ist mit umschaltbaren Ausgängen sowohl mit stärkeren als auch mit geringeren Frequenzuntersetzungen versehen. Zur Realisierung von IMV-Beatmungsformen, bei denen extrem lange Exspirationsphasen benötigt werden, wird der Ausgang mit stärkerer Frequenzuntersetzung belegt. Zur Realisierung von HF-Beatmungsformen wird der Ausgang des Frequenzteilers 10 mit geringer untersetzten Impulsen beleg,t, die zusammen mit den nicht untersetzten Impulsen verschiedene Frequenzbänder im Bereich der HF-Beatmung ermöglicht.

Claims

1. Zeitfolgesteuerung für elektronisch gesteuerte Beatmungsgeräte, bji denen die Atemfrequenz und das Atemzeitverhältnis kalibriert eingestellt und unabhängig voneinander variiert werden sollen, unter Verwendung von aus der Fernseh- und Rundfunktechnik bekannten Programmwahlschaltkreisen, bestehend aus je zwei parallelgeschalteten 3-bit-Zählern mit zwei Binär/1 aus 8 Decodern, gekennzeichnet dadurch, daß zwölf ausgewählte Ausgänge der Binär/1 aus 8 Decoder (5, 6) des ersten Programmwahlschaltkreises mit einem 12poligen Schalter (12) verbunden sind, der einmal mit den Takteingängen C der 3-bit-Zähler (3, 4) des zweiten Programmwahlschaltkreises und zum anderen über eine Signalleitung (13) mit dem Eingang 0 des 3-bit-Zählers (1) signalverknüpft ist, daß zwölf ausgewählte Ausgänge der Binär/1 aus 8 Decoder (7; 8) mit einem 12poligen Schalter (15) verbunden sind, der mit dem R-Eingang eines Flip-Flop (14) verknüpft ist, daß die Takteingänge C der 3-bit-Zähler (1,2) über einen Frequenzteiler (10) mit einem Rechteckgenerator (9) verbunden sind und daß der Ausgang 0 des Binär/1 aus 8 Decoders (7) mit dem S-Eingang des Flip-Flop (14) verbunden ist, der ein nachfolgendes Stellorgan schaltet.

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Erfindungsansprüche:

2. Zeitfolgesteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein ODER-Gatter (16) eingangsseitig einerseits mit einem Ausgang des Binär/1 aus 8 Decoders (8), andererseits über ein Differenzierglied (17) mit einem Schließkontakt eines P/E-Wandlers (18) und ausgangsseitig mit einem Eingang des 3-bit-Zählers (3) verbunden ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Zeitfolgesteuerung für elektronisch gesteuerte Beatmungsgeräte unter Anwendung von integrierten Schaltkreisen der Sensortechnik. Die Zeitfolgesteuerung ist einsetzbar für Narkose- und Therapiebeatmungsgeräte sowie für Funktionsgeneratoren für Atemvolumeter, Druck- und Volumenmonitore, bei denen die Atemfrequenz und das Atemzeitverhältnis kalibriert eingestellt und unabhängig voneinander variiert werden sollen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach dem DD-WP 211 221 ist eine Zeitfolgesteuerung für elektronisch gesteuerte Beatmungsgeräte bekannt, die aus vier unabhängig voneinander einstellbaren 4-bit-Schieberegistern besteht. Diese 4-bit-Schieberegister bestehen aus je einem 4-bit-Vor-/Rückwärtszähler und einem Binär/1 aus 16 Decoder und sind jeweils mit einem 16poligen Schalter verbunden. Die 16poligen Schalter sind einmal über zwei 4polige Schalter und zwei gleichartige 3-bit-Schieberegister mit drei Flip-Flops und diesen nachgeordneten Magnetventilen und zum anderen mit einem dritten gleichartigen 3-bit-Schieberegister signalverknüpft. Mit Inbetriebnahme des Beatmungsgerätes sowie anliegender Betriebsspannung liegen die Taktimpulse f_T an den Takteingängen der 4-bit-Schieberegister an. Gleichzeitig führt das dritte 3-bit-Schieberegister automatisch Η-Pegel am Ausgang A1, wodurch das erste 4-bit-Schieberegister aktiviert wird. Der erste folgende Takt legt dessen Ausgang A1 auf H und setzt über den ersten 4poligen Schalter den ersten Flip-Flop und damit wird das diesem Flip-Flop nachgeschaltete Magnetventil eingeschaltet und die Inspirationszeit t, beginnt. Im Rhythmus der Taktfrequenz f_T wird nun auf den nächsten Ausgang geschaltet. Erreicht das Ausgangssignal den durch den ersten 16poligen Schalter belegten Ausgang, wird sowohl der erste Flip-Flop zurückgesetzt als auch über das dritte 3-bit-Schieberegister das zweite 4-bit-Schieberegister aktiviert. Dieses hat zur Folge, daß das erste Magnetventil ausgeschaltet und über den zweiten Flip-Flop dessen nachfolgendes Magnetventil eingeschaltet wird. Damit ist die Inspirationzeit t, beendet und die Inspirationszeit t₂ beginnt zu laufen. Der weitere Ablauf in den 4-bit-Schieberegistern ist analog. Mit der Aktivierung des vierten 4-bit-Schieberegisters wird über den zweiten 4poligen Schalter der dritte Flip-Flop gesetzt und dessen nachfolgendes Magnetventil eingeschaltet. Damit beginnt die Exspirationszeit t₃ zu laufen, bis am Ende ihrer Laufzeit das Magnetventil wieder geschlossen wird. Während der Exspirationszeit t₄ sind die drei Magnetventile geschlossen. Am Ende der Exspirationszeit t₄ wird über das dritte 3-bit-Schieberegister wieder das erste 4-bit-Schieberegister gestartet.

Mit diesem Schaltungsaufbau ist es zwar möglich, die Funktionen der vielen Beatmungsarten in einer befriedigenden Qualität zu realisieren. Er ist jedoch insbesondere für Geräte mit einzelnen bestimmten Beatmungsarten zu aufwendig und kompliziert.

In der Fernseh- und Rundfunktechnik kommt zur Anwahl der Senderspeicher ein Programmwahlschaltkreis zum Einsatz, in dem zwei 3-bit-Zähler und zwei Binär/1 aus 8 Decoder zu einer 16-Kanal-Variante zusammengeschaltet sind. Durch den Einsatz dieser Schaltkreise anstelle von mechanischen Tastensätzen wird eine Erhöhung des Bedienkomforts und der Zuverlässigkeit erreicht sowie die Möglichkeit zur Fernbedienung geschaffen. Bei der 16-Kanal-Variante bleiben der Seriell- und Parallelbetrieb sowie die Vorzugslage beim Einschalten ohne Einschränkungen erhalten.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Schaltungsanordnung der Zeitfolgesteuerung derart zu gestaltet, daß sie trotz großer Einsatzbreite und hoher Funktionssicherheit einfach und ökonomisch günstig in ihrem Aufbau ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung von aus der Rundfunk- und Fernsehtechnik bekannten Programmwahlschaltkreisen, bestehend aus zwei parallelgeschalteten 3-bit-Zählern mit zwei Binär/1 aus 8 Decodern, eine Zeitfolgesteuerung mit kalibrierter Atemfrequenz- und Atemzeitverhältniseinstellung, die unabhängig voneinander variiert werden können, zu entwickeln, die eine größere Genauigkeit und bessere Reproduzierbarkeit gewährleistet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwölf ausgewählte Ausgänge der beiden Binär/1 aus 8 Decoder des ersten Programmwahlschaltkreises mit einem 12-poligen Schalter verbunden sind, der einmal mit den Takteingängen der 3-bit-Zähler des zweiten Programmwahlschaltkreises und zum anderen über eine Signalleitung mit dem Eingang 0 des ersten 3-bit-Zählers des ersten Programmwahlschaltkreises signalverknüpft ist, daß zwölf ausgewählte Ausgänge der Binär/1 aus 8 Decoder des zweiten Programmwahlschaltkreises mit einem zweiten 12poligen Schalter verbunden sind, der mit dem R-Eingang eines Flip-Flop verknüpft ist, daß die Takteingänge C der 3-bit-Zähler des ersten Programmwahlschaltkreises über einen Frequenzteiler mit einem Rechteckgenerator verbunden sind und daß der Ausgang 0 des ersten Binär/1 aus 8 Decoders des zweiten Programmwahlschaltkreises mit dem S-Eingang des Flip-Flop verbunden ist, der ein nachfolgendes Stellorgan