DD229266A3

DD229266A3 - Schaltungsanordnung zur messung von atemfrequenz und atemzeitverhaeltnis

Info

Publication number: DD229266A3
Application number: DD24968183A
Authority: DD
Inventors: Manfred Abendroth; Ralph Schneider; Hans-Juergen Horn; Frank Stiegler
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1985-10-30
Also published as: CS251943B1; DE3400947A1; HU191280B; HUT34128A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung von Atemfrequenz und Atemzeitverhaeltnis mit einem Umschalter von Atemfrequenz- auf Atemzeitverhaeltnismessung und deren wahlweise optische Anzeige, die mit Inspirations- und Exspirationssignalen aus einem Narkose- oder Therapiebeatmungsgeraet sowie mit Signalen aus einem Rechteckgenerator belegt ist. Die Schaltungsanordnung weist eine Ablaufsteuerung mit drei Impulsverkuerzungsschaltungen auf, die ein D-Flip-Flop und zwei 4-bit-Schieberegister ansteuert. Diese uebernehmen aus einem Zaehl-Flip-Flop und zwei 4-bit-Binaerzaehler die Zaehlergebnisse, die die Adresse fuer einen programmierbaren Festwertspeicher bilden. Der Adressinhalt wird decodiert und optisch angezeigt. Bei Unterschreitung der Atemfrequenz von 6 min 1 erfolgt eine Alarmausloesung. Die Vorteile der erfindungsgemaessen Loesung liegen darin, dass man eine unverzoegerte Information ueber die Atemfrequenz oder das Atemzeitverhaeltnis erhaelt. Dabei weist das Ergebnis eine hohe Genauigkeit auf. Die Ablesbarkeit der Ergebnisse wird durch die digitale Ziffernanzeige guenstig beeinflusst. Die Loesung kann in Narkose- und Therapiebeatmungsgeraeten sowie in Frequenzmonitoren angewendet werden.

Description

Schaltungsanordnung zur Messung von Atemfrequenz und Atemzeitverhältnis *

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung von Atemfrequenz und Atemzeitverhältnis mit einem Umschalter von Atemfrequenz- auf Atemzeitverhältnismessung.und deren wahlweise optische Anzeige, die mit Inspirations- und Exspirationssignalen aus einem Narkose- oder Therapiebeatmungsgerät.'sowie mit Signalen aus einem Rechteckgenerator belegt ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Nach dem DD-IVP (WP A 61 M/235 77^) ist ein digitaler Atemfrequenzrechner bekannt, der aus einem Rechnerbaustein mit Anzeigeeinheit, einem die zeitliche Folge der Rechnereingaben steuernden 4~bit~Schieberegister sowie zwei weiteren zur Ermittlung der Atemperiodendauer bestimmten 4—bit-Schieberegistern, zwei zur Auslösung der Steuer- und Zählvorgänge benutzten Flip-Flops und zehn zur logischen Eingabe von

' ' ο '

Ziffern und Zeichen.in den Rechnerbaustein bestimmten UED-Gattern besteht. Mit. dem Atemfrequenzrechner ist eine Zeitfolgesteuerung verknüpft, die aus vier unabhängig.voneinander einstellbaren 4-bit-Schieberegistern besteht« Diese vier Schieberegister bestehen aus je einem 4-bit-Vor-/ Rüclcwärtszähler und einem 3inär/1 aus 16 Decoder, Sie sind mit jeweils einem 16-poligen Schalter verbunden, die einmal über zwei 4-polige 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 sind.

In dem DD-WP (WP A 61 M/240 540) ist ein Zeitsteuersystem für die Inspirations- und Sxspirationsphase dargestellt, dessen elektronische Steuerung aus integrierten Schaltkreisen aufgebaut und mit einem Atemfrequenzrechner versehen ist. Heben der Berechnung der Atemfrequenz erfolgt auch die Berechnung des Atemzeitverhältnisses bei gleichzeitiger Nutzung der im DD-fP A 61 M/235 774 beschriebenen Zeitfolgesteuerung· Der Rechenprozeß des Atemzeitverhältnisses wird dadurch realisiert, daß zur Zeitfolgesteuerung zwei 4-bit-Schieberegister und vier Flip-Flop sowie ein Schalter signalverknüpft zugeordnet v/erden.

Nachteilig ist, daß durch die Taktfrequenz und die sequentielle Parametereingabe in den Rechnerbaustein die obere Grenze der zur Anzeige gelangenden Atemfrequenz begrenzt ist· Während der Parametereingabe und -berechnung erfolgt keine Anzeige, Die Lösungen verlangen, bedingt durch ihre Schaltungskonzeption, einen hohen schaltungstechnischen und technologischen Aufwand.

Ziel der Erfindung:

Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung eines aufwendigen Schaltungsbaufbaus mittels Taschenrechner-

Schaltkreisen und insbesondere im Erhalt einer unverzögert en Information über Frequenz oder Atemzeitverhältnis sofort nach Einstellung oder Verstellung des Gerätes sowie einer großen Genauigkeit des Meßergebnisses„

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Messung von Atemfrequenz und Atemzeitverhältnis, die mit Inspirations- und Exspirationssignalen sowie mit Signalen aus einem Rechteckgenerator belegt ist, zu entwickeln, die wahlweise eine Messung und optische Anzeige von Atemfrequenz oder Atemzeitverhältnis gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die C-Eingänge eines D-Flip-Flop und eines ersten 4-bit-Schieberegisters mit einer ersten Impulsverkürzungsschaltung einer Ablaufsteuerung und der C-Eingang eines zweiten 4-bit~Schieberegisters mit einer zweiten Impulsverkürzungsschaltung verbunden sind, daß der Q-Ausgang eines Zähl-Flip-Flop mit dem D-Eingang des D-Flip-Flop und dem T_v-Singang eines ersten 4-bit-Binärzählers verknüpft ist, daß das erste 4-bit-Schieberegister eingangsseitig mit denAx^ängen des ersten 4-bit-Binärzählers und das zweite 4-bit-Schieberegister mit den Ausgängen eines zweiten 4-bit-Binärzählers verknüpft ist, daß der Q-Ausgang des D-Flip-Flop mit einem Eingang eines programmierbaren Festwertspeichers verbunden ist, daß die vier Ausgänge des ersten 4-bit-Schieberegisters mit vier Eingängen des Festwertspeichers und mit vier Invertern verknüpft sind, daß drei Ausgänge des zweiten 4-bit-Schieberegisters mit drei weiteren Eingängen des Festwertspeichers und ein Ausgang des zweiten 4-bit-Schieberegisters mit einem Eingang des Festwertspeichers und einem fünften Inverter verknüpft sind, daß ein Eingang des Festwertspeichers mit einem Signal aus dem Umschalter für Frequenzauf Atemzeitverhältnismessung belegt ist, der weiterhin mit

einem sechsten Inverter verbunden ist, daß eine dritte Impulsverkürzungs schaltung mit dem R-Singang des Zähl-Flip-Flop und über einen siebenten Inverter mit den R-Singängen der beiden 4~bit-Binärzähler verknüpft ist und daß der Ausgang eines ersten NAND-Gatters einerseits mit einem zweiten und dritten NAND-Gatter und andererseits über einen achten Inverter mit einem vierten und fünften NAND-Gatter verknüpft sind, wobei das zweite und vierte NAND-Gatter eine Torschaltung bilden und mit dem C-Singang des Zähl-Flip-Flop verbunden sind und das dritte und fünfte NAND-Gatter eine Torschaltung bilden, die mit dem T_v-Eingang des zweiten 4—bit-Binärzählers verbunden sind. In bevorzugter.Ausführungsform besteht die Ablaufsteuerung aus drei Impulsverkürzungsschaltungen, deren erster Impulsverkürzungsschaltung ein erster Inverter vorgeschaltet ist, dessen Ausgang weiterhin mit einem Eingang eines ersten NAND-Gatters verbunden und dem zweiten Eingang dieses NAND-Gatters ein zweiter Inverter vorgeschaltet ist· Dieses NAND-Gatter ist mit einem zweiten NAND-Gatter zu einer Torschaltung verknüpft, deren Ausgang über einen dritten Inverter mit der zweiten Impulsverkürzungsschaltung verbunden ist und die Ausgänge der ersten und zweiten Impulsverkürzungsschaltung sind über ein drittes NAND-Gatter und einen vierten Inverter mit der dritten Impulsverkürzungsschalijung verknüpft· Die Impulsverkürzungsschaltung besteht aus einem Inverter, der ausgangsseitig mit einem Kondensator und einem NAED-Gatter verknüpft ist.

Ein NAND-Gatter ist eingangsseitig mit dem Ausgang des zweiten Inverters der Ablaufsteuerung und dem G-Ausgang des zweiten 4-bit-Binärzählers und ausgangsseitig mit einer Alarmeinrichtung verknüpft.

Weiterhin sind acht Datenausgänge 1, 2, ... 8 des Festwertspeichers mit zwei BCD-zu-7-Segmentdecodern verknüpft, deren Ausgänge jeweils mit einer Lichtemitteranzeige verbunden sind«, Sechs Inverter sind über eine logische Verknüpfung

mittels eines NAND-Gatters mit einer weiteren Lichtemitteranzeige verbunden. Im Festwertspeicher sind alle zu den Atemzeiten dazugehörigen Atemfrequenzen und nach Umschalten des Speicherbereiches auch Ate.mzeitverhältnisse gespeichert. Während der Messung werden die gespeicherten Werte nur noch ausgegeben.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden

In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine Ablaufsteuerung

Fig. 2: die Funktionsgruppen Zähler und Register mit einer Auswahllogik und

Figo 3i in Fortsetzung die Funktionsgruppen Speicher, Dekoder und Anzeige. ^l

Die Schaltungsanordnung zur Messung der Atemfrequenz und des Atemzeitverhältnisses ist mit folgenden Eingängen belegt:

Eingang E 1: Anschluß an den Signalausgang eines Beatmungsgerätes, der während der Inspiration L-Signal und während der Exspiration Η-Signal führt,

Eingang E 2: Mechanischer Umschalter von Frequenz- auf Atemzeitverhältnismessung, bei Frequenzmessung liegt L-Signal, bei Atemzeitverhältnismessung liegt H-Signal an,

Eingang E 3s Anschluß für Rechteckgenerator geeigneter Frequenz.

Die in $ig* 1 dargestellte Ablaufsteuerung besteht aus drei Impulsverkürzungsschaltungen 1, 2 und 3, die jeweils aus einem Inverter 4-, 5, 6 mit nachgeschaltetem Kondensator 7, 8, 9 und NAND-Gatter 10, 11, 12 besteht. Der Impulsverkürzungsschaltung 1 ist ein Inverter 13 vorgeschaltet, dessen Ausgang weiterhin mit einem Eingang eines NAND-Gatters 14 verknüpft ist» Dem

zweiten Eingang des NAND-Gatters 14 ist ein Inverter 15 vorgeschaltet. Das NAND-Gatter 14 ist mit einem NAND-Gatter .16 zu einer Torschaltung verknüpft, deren Ausgang einerseits über einen Widerstand 17 und andererseits über einen Inverter 18 mit der Impulsverkürzungsschaltung 2 verbunden ist. Die Impulsverkürzungsschaltung 1 ist ausgangsseitig zum einen mit den G-Eingängen eines D-Elip-Flop 19 und eines 4-bit-Schieberegisters 20 und die Impulsverkürzungsschaltung 2 mit dem C-Eingang eines 4-bit-Sehieberegisters 21 verknüpft. Die Ausgänge der Impulsverkürzungsschaltungen 1, 2 sind zum anderen mit einem NAND-Gatter 22 verbunden, das ausgangsseitig mit einem Widerstand 23 und einem Inverter 24 verbunden ist. Der Ausgang des Inverters 24 ist mit der Impulsverkürzungsschaltung 3 verknüpft, deren Ausgang einerseits mit einem. Widerstand 25 und andererseits mit dem R-Eingang eines Zähl-Flip-Elop 26 und über einen Inverter 27 mit den R-üJingangen eines 4-bit-Binärzählers 28 und eines 4-bit-Binärzählers 29 verbunden ist»

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Q-Ausgang des Zähl-Flip-Flop 26 mit dem D-Eingang des D-Flip-Flop 19 und dem T_v-Eingang des 4-bit-Binärzählers 28 verbunden. Das 4-bit-Schieberegister 20 ist eingangsseitig mit den Ausgängen des 4-bit-Binärzählers 28 und das 4-bit-Schieberegister 21 mit den Ausgängen des 4-bit-Binärzählers 29 verknüpft. Der Ausgang eines NAND-Gatters 30, dessen Eingänge mit den EingangsSignalen E 1 und E 2 belegt sind, ist einerseits mit einem NAND-Gatter 31 und einem NAND-Gatter 32 und andererseits über einen Inverter 33 mit einem NAND-Gatter 34 und einem NAND-Gatter 35 verbunden» An den zweiten Eingängen der NAND-Gatter 31 und 35 liegen die Meßtaktimpulse E 3 aus einem Rechteckgenerator (nicht gezeichnet) an. Der O-Ausgang des 4-bit-Binärzählers 28 ist mit dem zweiten Eingang des NAND-Gatters 32 und der C-Ausgang des 4-bit-Binärzählers 29 ist mit dem zweiten Eingang des NAND-Gatters 34 sowie mit einem Eingang eines NAND-Gatters 36 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Inverter 15 verknüpft und des-

sen Ausgang an eine Alarmeinrichtung 37 geführt ist. Die NAND-Gatter 31 und. 34· sind zu einer Torschaltung verknüpft, deren Ausgang mit einem Widerstand 38 und dem C-Eingang des Zähl-Flip-Flop 26 verbunden ist. Die NAED-Gatter 32 und 35 sind zu einer weiteren Torschaltung verknüpft, deren Ausgang mit einem Widerstand 39 und dem T_v-Eingang des 4-bit-Binärzählers29 verbunden ist.

Wie im Fig» 3 dargestellt, ist der Q-Ausgang des D-Flip-Flop 19 mit dem Eingang A 4 eines programmierbaren Festwertspeichers 40 verbunden. Die vier Ausgänge des 4-bit-Schieberegisters sind einerseits mit vier Eingängen A 5, A 6, A 7, A 8 des Festwertspeichers 40 und andererseits mit jeweils einem Inverter 41, 42, 43, 44 verknüpft. Ein Ausgang des 4-bit-Schieberegisters 21 ist einerseits mit dem Eingang AO des Festwertspeichers 40 und andererseits mit einem Inverter 45 und die drei anderen Ausgänge des 4-bit-Schieberegisters 21 sind mit den Eingängen A 1, A 2, A 3 des Festwertspeichers 40 verknüpft. Der Eingang A9 des Festwertspeichers 40 ist zum einen mit einem Signal E 2 aus dem Umschalter für Frequenz- auf Atemzeitverhältnismessung belegt und zum anderen mit einem Inverter 46 verbunden.

Im Festwertspeicher 40 sind alle sinnvollen zu den Atemzeiten dazugehörigen Atemfrequenzen und nach Umschalten des Speicherbereiches auch Atemzeitverhältnisse gespeichert· Während der Messung von Atemfrequenz oder Atemzeitverhältnis werden die gespeicherten Werte nur noch ausgegeben. Die Berechnung der anzuzeigenden Parameter findet in einem gesonderten Prozeß vor der Speicherprogrammierung statt.

In der nachfolgenden Tabelle ist der Inhalt der Speicherzellen des Festwertspeichers 40 aufgelistet:

— 3 —

Speicheradresse

kodiert durch Inhalte der Speicherzellen

AO bis A 9 ; :

000 00 AA · AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA

010 00 10 20 30 4-0 50 60 70 80 90 AA AA AA AA AA AA

020 00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

030 00 03 07 10 13 17 20 23 27 3Ö 33 37 40 43 47 50

040 00 02 05 07 10 12 15 17 20 22 25 27 30 32 35 37

050 00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

060 00 02 03 05 07 08 10 12 13 15 17 18 20 22 23 25

070 00 01 03 04 06 07 09 10 11 13 14 16 17 19 20 21

080 00 01 02 04 05 06 07 09 10 11 12 14 15 16 17 19

090 00 01 02 03 04 06 07 08 09 10 11 12 13 14 16 17

°A° 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15

OBO 00 01 02 03 04 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14

006 00 01 02 02 03 04 05 06 07 08 08 09 10 11 12 12

ODO 00 01 01 02 03 04 05 05 06 07 08 08 09 10 11 11

OEO 00 01 01 02 03 04 04 05 06 06 07 08 09 09 10 11

OS¹O 00 01 01 02 03 03 04 05 05 06 07 07 08 09 09 10 00 01 01 02 02 03 04 04 95 06 06 07 07 08 09 09 00 01 01 02 02 03 03 04 05 05 06 06 07 07 08 09

120 00-01 01 02 02 03 03 04 04 05 06 06 07 07 08 08

130 OO 01 01 02 02 03 03 04 04 05 05 06 06 07 07 08

140 00 00 01 01 02 02 03 03 04 04 05 05 06 06 07 07

150 00 00 01 01 02 02 03 03 04 04 05 05 06 06 07 07

160 00 00 01 01 02 02 03 03 04 04 04 05 05 06 06 07

170 . 00 00 01 01 02 02 03 03 03 04 04 05 05 06 06 06

180 00 OO 01 01 02 02 02 03 03 04 04 05 05 05 06 06„

190 00 00 01 01 02 02 02 03 03 04 04 04 05 05 06 06

1AO OO OO 01 01 02 02 02 03 03 03 04 04 05 05 05 06

1BO 00 00 01 01 01 02 02 03 03 03 04 04 04 05 05 05

100 00 00 01 01 01 02 02 02 03 03 04 04 04 05 05 05

1DO 00 00 01 01 01 02 02 02 03 03 03 04 04 04 05 05

1EO 00 00 Ö1 01 01 02 02 02 03 03 03 04 04 04 05 05

O 00 00 01 01 01 02 02 02 03 03 03 03 04 04 04 05

~ 9-

200	00	00	00	00	50	00	00	29	75	33	00	73	50	31	14	00
210	88	76	67	58	50	43	36	30	25	20	15	11	07	03	00	97
220	94	91	88	86	83	81	79	77	75	73	71	70	68	67	65	64
230	63	61	60	59	58	57	56	55	54	53	52	51	50	49	48	43
240	47	46	45	45	44	43	43	42	42	41	41	40	39	39	38	38
250	38	37	37	36	36	35	35	34	34	34	33	33	33	32	32	32
260	31	31	31	30	30	30	29	29	29	29	28	28	28	28	27	27
270	27	27	26	26	26	26	25	25	25	25	25	24	24	24	24	24
280	23	23	23	23	23	23	22	22	22	22	22	22	21	21	21	21
290	21	21	21	20	20	20	20	20	20	20	19	19	19	19	19	19
2AO	19	19	19	18	18	18	18	18	18	18	18	18	17	17	17	17
2BO	17	17	17	17	17	17	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16
200	16	16	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	14
2DO	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	13
2Ξ0	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	13
2FO	13	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
300	12	12	12	12	12	11	11	11	11	11	11	11	ΛΛ	11	11	11
310	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	10	10
320	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
330	10	10	10	10	1.0	10	10	10	10	10	10	10	09	09	09	09
340	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09
350	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09	09
360	09	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08
370	08	08	08	08	03	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08
380	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08	08
390	08	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07
3A0	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07
3B0	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07
300	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	07	06	06
3DO	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06
3e0	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06
B¹O	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06	06

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Yier Ausgänge des Festwertspeichers 40 sind mit einem BCD-zu-7-Segmentdecoder 47 und weitere vier Ausgänge mit einem BCD-zu-7-Segmentdecoder 48 verbunden, deren Ausgänge mit zwei Lichtemitteranzeigen 49 und 50 verknüpft sind. Die Inverter 41, 42, 43, 44, 45, 46 sind über eine logische Verknüpfung mittels eines NAND-Gatters 51 mit einer dritten Lichtemitteranzeige 52 verbunden.,

Bei der Einstellung Atemfrequenzmessung führt das Eingangssignal S 2 L-Pegel. Zu Inspirationsbeginn schaltet Ξ 1 von H nach L, so daß der Inverter 13 von L nach H schaltet. Die am Ausgang des Inverters 13 liegende Impulsverkurzungsschaltung erzeugt daraufhin einen kurzen L-Impuls, mit dem das D-Flip-Flop 19 und das 4-bit-Schieberegister 20 den Zählerstand vom Zähl-Flip-Flop 26 und vom 4-bit-Binärzähler 27 übernehmen· Weiterhin ist am Ausgang von Inverter 13 das IfAND-Gatter 14 angeschlossen j dessen zweiter Eingang durch das Eingangssignal E 2 über den Inverter 15 auf Η-Pegel liegt« Das NAND-Gatter wird durch das Eingangssignal E 2 am Ausgang auf H gehalten» Da die. NAND-Gatter 14 und 16 NAND-Gatter mit offenem Kollektor sind, wechselt am Widerstand 17 der Pegel von H nach L und am Ausgang des Inverters 18 der Pegel von L nach H. Die daran angeschlossene Impulsverkurzungsschaltung 2 erzeugt einen kurzen L-Impuls, mit dem das 4-bit-Schieberegister 21 den Zählerstand vom 4-bit-Binärzähler 29 übernimmt. Gleichzeitig führt der L-Impuls der Impulsverkürzungsschaltungen 1 oder 2 über das NAND-Gatter 22 und den Inverter 24 an seiner Rückflanke zu der Auslösung eines weiteren Impuls mit der Impulsverkürzungsschaltung 3« Dieser L-Impuls führt zum Rücksetzen des Zähl-Flip-Flop 26 und über das NAND-Gatter 27 zum. Rücksetzen der 4-bit-Binärzähler 28 und 29· Ein neuer Zählzyklus beginnt.

Das Zählergebnis des abgelaufenen Atemzyklus gelangt von dem D-Flip-Flop 19 und den 4-bit-Schieberegistern 20 und 21 an die Adreßleitungen des programmierbaren Festwertspeichers 40.

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Daraufhin wird die während der Programmierung (siehe Tabelle) eingespeicherte Information der Atemfrequenz an die Datenleitungen 1 ... 8 gelegt.

Mittels der beiden BOD-zu-7-Segmentdecoder 47» 48 v/erden zwei Stellen der Lichtemitteranzeige 49, 50 angesteuert. Die dritte Stelle der Lichtemitteranzeige 52 wird durch die logische Verknüpfung der Inverter 41, 42, 43, 44, 45, 46 mittels NAND-Gatter 51 aus der Zählerstandsinformation gewonnen. Mit L-Pegel am Eingang des NAND-Gatters 30 und damit H-Pegel an den NAND-Gattern 31 und 32 können die MeBtaktimpulse vom Eingangssignal· E 3 über das 2 : 1 Zähl-Flip-Flop 26 an den Eingang T des 4-bit-Binärzählers 28 und dessen Überlaufimpulse über das NAND-Gatter 32 in den 4-bit-Binärzähler 29 gelangen. Durch Η-Pegel am Ausgang des NAND-Gatters 30, damit L-Pegel am Ausgang des Inverters 33 werden die NAND-Gatter und 35 am Ausgang auf Η-Pegel geschaltet. Die NAND-Gatter 31, 32, 34, 35 besitzen Ausgänge mit offenem Kollektor und ihre Zusammenschaltung zu zwei Torschaltungen in Verbindung mit dem Inverter 33 ermöglicht es, die Reihenfolge Zähl-Flip-Flop 26 und 4-bit-Binärzähler 28 vor 4-bit-Binärzähler 29 oder 4-bit-Binärzähler29 vor Zähl-Flip-Flop und 4-bit-Binärzähler 28 zu schalten· Über das NAND-Gatter und den Inverter 15 wird bei Überlauf des 4-bit-Binärzählers 29 ein Signal an eine Alarmeinrichtung 37 gegeben, die bei einer Frequenzunterschreitung von 6 min anspricht.

Bei der Einstellung Atemzeitverhältnismessung führt das Eingangssignal E 2 H-Pegel· Zu Inspirationsbeginn schaltet E 1 von H nach L und der Inverter 13 schaltet von L nach H. Am Ausgang der Impulsverkürzungsschaltung 1 entsteht ein kurzer L-Impuls, der den Zählerstand des Zähl-Flip-Flop 26 und des 4-bit-Binärzählers 28 in das D-Flip-Flop 19 und das 4-bit~ Schieberegister 20 übernimmt und anschließend das Zähl-Flip-Flop 26 und die 4-bit-Binärzähler 28, 29 rücksetzt„ Das

HAKD-Gatter 30 führt am Ausgang Η-Pegel, so daß über die FAHD-Gatter 31, 32, 34 und 35 in Verbindung mit dem Inverter 33 die Reihenfolge des Zähl-Flip-Flop 26 und 4-bit-Binärzähler 28 vor 4-bit-Binärzähler 29 ist.

Am Inspirationsende schaltet E 1 von L nach H. Dadurch schaltet das NAND-Gatter 16 von H nach L und der Inverter 13 von L nach H. Daraufhin erzeugt die Impulsverkürzungsschaltung einen kurzen L-Impuls, mit dem das 4-bit-Schieberegister 21 den Zählerstand vom 4-bit-Binärzähler 29 übernimmt und anschließend das Zähl-Flip-Flop 26 und die 4-bit-Binärzähler 28, 29 rücksetzto Η-Pegel an Ξ 1 und Ξ 2 führt am Ausgang des HAIED-Gatters 30 zu L-Pegel· Dadurch schalten die iTAND-Gatter 31, 32, 34 und 35 in Verbindung mit dem Inverter 33 die Reihenfolge 4-bit-Binärzähler 29 vor Zähl-Flip-Flop 26 und 4-bit-Binärzähler 28« Der höherwertige Teil der nun einlaufenden MeBtaktimpulse der Exspirationsphase werden in dem Zähl-Flip-Flop 26 und dem 4-bit.Binärzähler 28 gezählt. Damit ist der die Inspirationszeit repräsentierende Zählerstand im 4-bit-Schieberegister 21 und der die Bxspirationszeit repräsentierende Zählerstand im D-Flip-Flop 19 und 4-bit-Schieberegister 20 gespeichert. Die Registerinhalte dienen, wie bei der Atemfrequenzmessung, als Adresse für den programmierbaren Festwertspeicher 40. Als zusätzliche Adresse zur Umschaltung des Speicherbereiches wird das Eingangssignal E 2 aus dem Umschalter für Atemfrequenzmessung auf Atemzeitverhältnismessung verwendet. . .

Die Ausgabe und Anzeige der Meßwerte erfolgt wie bei der Atemfrequenzmessung»

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen darin, daß man sofort nach Einstellung oder Verstellung der Werte am Beatmungsgerät bzw« am Umschalter für Atemfrequenz- auf Atemzeitverhältnismessung eine unverzögerte Information über Atemr· frequenz oder Atemzeitverhältnis erhält. Dabei weist das Ergebnis

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eine große Genauigkeit auf₀ Die Ablesbarkeit; der Ergebnisse wird durch die digitale Ziffernanzeige günstig beeinflußt»

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Bei Unterschreitung der Atemfrequenz von 6 min wird ein Signal für eine Alarmeinrichtung ausgegeben, so daß neben der optischen Anzeige auch eine akustische Warnung erfolgt.

Claims

Erfindungsanspruch: . . .

1, Schaltrungsanordnung zur Messung von Atemfrequenz und Atemzeitverhältnis mit einem Umschalter für Atemfrequenz- auf Atemzeitverhältnismessung und deren wahlweise optische An- - zeige, die mit Inspirations- und Exspirationssignalen aus einem Narkose- oder Therapiebeatmungsgerät sowie mit Signalen aus einem Rechteckgenerator belegt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die G-Bingänge eines D-Flip-Flop (19) und eines 4-bit-Schieberegisters (20) mit einer Impulsverkürzungsschaltung (1) einer Ablaufsteuerung und der C-Eingang eines 4-bit-Schieberegisters (21) mit einer Impulsverkürzungsschaltung (2) der Ablaufsteuerung verbunden sind, daß der Q-Ausgang eines Zähl-Flip-Flop (26) mit dem D-Eingang des D-Flip-Flop (19) und dem ^-Eingang eines 4-bit~Binärzählers (28) verbunden ist, da£ das 4—bit-Schieberegister (20) eingangsseitig mit den Ausgängen des 4-bit-Binärzählers (28) und das 4-bit-Schieberegister- (21) eingangsseitig mit den Ausgängen eines 4~bit-BinärZählers (2.9) verknüpft ist, daß der Q-Ausgang des D-Flip-Flop (19) mit einem Eingang eines programmierbaren Festwertspeichers (40) verbunden ist, daß die vier Ausgänge des 4-bit-Schieberegisters (20) mit vier Eingängen des Festwertspeichers (40) und mit Invertern (41; 42; 43; 44) verknüpft sind, daß drei Ausgänge des 4-bit-Schieberegisters (21) mit drei Eingängen des Festwertspeichers (40) und ein Ausgang des 4—bit—Schieberegisters (21) mit einem Eingang des Festwertspeichers (40) und mit einem Inverter (45) verknüpft sind, daß ein Eingang des Festwertspeichers (40) mit einem Signal aus dem Umschalter für Frequenz- auf Atemzeitverhältnismessung belegt ist, der weiterhin mit einem Inverter (46) verbunden ist, daß eine Impulsverkürzungsschaltung (3) mit dem Ε-Eingang des Zähl-Flip-Flop (26) und über einen Inverter (27) mit den

R-23ingängen der 4-bit-Binärzähler (28; 29) verknüpft ist und daß der Ausgang eines NAND-Gatters (30) einerseits mit einem NAND-Gatter (31) und einem NAND-Gatter (32) und andererseits über einen Inverter (33) mit einem NAND-Gatter (34) und einem NAND-Gatter (35) verknüpft ist, wobei die NAND-Gatter (31) und (34-) eine Torschaltung bilden und mit dem C-Singang des Zähl-Flip-Flop (26) verbunden sind und die NAND-Gatter (32) und (35) eine v/eitere Torschaltung bilden, die mit dem T₇ -Eingang des 4-bit-Binärzählers (29) verbunden sind,

2· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daJß die Ablaufsteuerung aus drei Impulsverkürzungsschaltungen (1; 2; 3) besteht, daß der Inipulsverkürzungsschaltung (1) ein Inverter (13) vorgeschaltet ist, dessen Ausgang weiterhin mit einem Eingang eines NAND-Gatters (14) verbunden istf daß dem zweiten Eingang 'des NAND-Gatters (14) ein Inverter (15) vorgeschaltet ist, daß das NAND-Gatter (14) mit einem NAND-Gatter (16) eine Torschaltung bildet, deren Ausgang über einen Inverter (18) mit der Impulsverkürzungsschaltung (2) verbunden ist und daß die Ausgänge der Impulsverkürzungsschaltung (1; 2) über ein NAND-Gatter (22) und einen Inverter (24) mit der Impulsverkürzungsschaltung (3) verknüpft ist·

3ο Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Impulsverkürzungsschaltung (1; 2 bzw. 3) jeweils aus einem Inverter (4; 5» bzw. 6), der ausgangsseitig mit einem Kondensator (7j 8 bzw. 9) und einem NAND-Gatter (10; 11 bzw. 12) verknüpft ist, besteht.

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Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch} daß ein NAND-Gatter (35) eingangsseitig mit dem Ausgang des Inverters (15) und dem G-Ausgang des 4-bit~ Binärzählers (29) und ausgangsseitig mit einer Alarmeinrichtung (37) verknüpft ist,

Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß acht Datenausgänge 1, 2 ·»„ 8 des Festwertspeichers (40) mit zwei BCD-zu-7~SegmentdecOdern (47; 48) verknüpft sind, deren Ausgänge jeweils mit einer Lichtemitteranzeige (49; 50) verbunden sind und daß die Inverter (41; 42; 43; 44; 45) über eine logische Verknüpfung mittels eines NAHD-Gatters (51) mit einer v/eiteren Lichtemitter- · anzeige (52) verbunden sind.

6„ Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 5» gekennzeichnet dadurch, daß im Festwertspeicher (40) alle möglichen und sinnvollen zu den Atemzeiten zugehörigen Atemfrequenzen und/ oder Atemzeitverhältnisse gespeichert sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen