DE19782052B3

DE19782052B3 - Perfusionssystem mit Perfusionsschaltungsanzeige

Info

Publication number: DE19782052B3
Application number: DE19782052A
Authority: DE
Inventors: Richard A. Nazarian; Bradley Keyes; Janelle Kozak; Timothy J. Kriewall; Richard A. Griewski
Original assignee: Terumo Cardiovascular Systems Corp
Current assignee: Terumo Cardiovascular Systems Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: US5752931A; DE19782052T1; JP4060367B2; WO1998014226A1; JP2001501117A

Abstract

Medizinisches Perfusionssystem zur Verwendung in Verbindung mit der medizinischen Behandlung eines Patienten, mit: einer ersten Perfusionsvorrichtung (50), die von einem ersten Typ ist und die eine Blutpumpe (50c oder 50g) aufweist, die dazu geeignet ist, Blut durch eine mit dem Patienten verbundene Fluidleitung zu pumpen; einer zweiten Perfusionsvorrichtung (50), die von einem zweiten Typ ist und die dazu geeignet ist, einen Zustand zu erfassen und ein mit dem Zustand in Beziehung stehendes Sensorsignal zu erzeugen; wobei das Perfusionssystem in verschiedene Konfigurationen versetzt werden kann, die verschiedenen medizinischen Behandlungen zugeordnet sind; einer Steuerungseinrichtung, die betrieblich mit der ersten und der zweiten Perfusionsvorrichtung (50) verbunden ist, wobei die Steuerungseinrichtung eine Eingabeeinrichtung zum Empfangen von mit der ersten und der zweiten Perfusionsvorrichtung (50) in Beziehung stehenden Steuerbefehlen von einer Bedienungsperson aufweist; einer Anzeigeeinrichtung (114) zum Erzeugen von sich auf das Perfusionssystem beziehenden Sichtanzeigen; einer mit der Anzeigeeinrichtung...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Perfusionssystem, das dazu geeignet ist, die selektive Sauerstoffanreicherung, die Filtration und Rezirkulation von Blut in Verbindung mit verschiedenen medizinischen Behandlungen zusteuern.
Es kann ein herkömmliches Perfusionssystem zum Anreichern des Bluts eines Patienten mit Sauerstoff, zum Filtern und/oder zur Rezirkulation des Bluts eines Patienten während einer medizinischen Behandlung verwendet werden. Ein solches Perfusionssystem kann aufweisen: eine Fluidleitung, über die während der medizinischen Behandlung Blut vom Patienten abgeleitet wird, eine separate Fluidleitung, über die Blut zum Patienten zurückgeleitet wird, eine oder mehrere Blutpumpen, die Blut durch die Leitungen pumpen, und mehrere Sensorvorrichtungen, z. B. Durchflußsensoren und/oder Pegelsensoren, die den Blutpumpen zugeordnet sind. Das Perfusionssystem kann außrdem Luftemboliesensoren, Temperatursensoren, Durchflußokkludatoren usw. aufweisen.
Typischerweise hat ein Perfusionssystem eine zur Verwendung für einen bestimmten Zweck spezifische Struktur. Beispielsweise kann ein Perfusionssystem spezifisch konstruiert sein als Vollfunktions-Herz-Lungenmaschine, während ein anderes Perfusionssystem spezifisch konstruiert sein kann. als Ventrikelunterstützungssystem. Obwohl ein für einen Zweck konstruiertes Perfusionssystem umgebaut bzw. umgestaltet werden kann, so daß es für einen anderen Zweck geeignet ist, ist ein solcher Umbau im allgemeinen schwierig und/oder zeitaufwendig.
In EP-A-0 705 610 ist ein integriertes außerhalb des Körpers angeordnetes Zirkulationssystem offenbart, das mehrere in einer integrierten Anordnung integrierte Vorrichtungen mit Strömungsleitungen für die Übertragung von Flüssigkeiten zwischen den verschiedenen Vorrichtungen aufweist.
WO 95/23620 beschreibt ein medizinisches System mit mehreren Pumpvorrichtungen. Bei dem System werden die Herzmuskel-Temperatur, der Blutdruck an der Aorta am Herzen und der Druck im Koronasinus gemessen. Die Werte werden über Signalleitungen an einen Steuerungsprozessor übertragen. Hierbei kann die Blutpumpe in Abhängigkeit von den Sensorwerten konfiguriert und gesteuert werden. An einem Anzeige- und Steuerungselement sind Schalter und Drehknöpfe vorgesehen und die dort gezeigte Abbildung umfasst Bilder von den Pumpen und stellt die Fluidleitungen dar.
DE-A-43 32 070 zeigt ein medizinisches System zur druckkontrollierten Perfusion von Flüssigkeiten in Körperhöhlen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein medizinisches Perfusionssystem zur Verwendung in Verbindung mit der medizinischen Behandlung eines Patienten gemäß Patentanspruch 1.
Die Bilderzeugungseinrichtung kann einen Speicher zum Speichern mehrerer verschiedener Perfusionsschaltungsbilder und eine Einrichtung aufweisen, die es dem Bediener erlaubt, eines der Perfusionsschaltungsbilder zur Anzeige auf der Anzeigevorrichtung auszuwählen. Die Bilderzeugungseinrichtung kann auch eine Einrichtung zum Speichern eines Perfusionsschaltungsbilds mit mehreren Verbindungs- bzw. Anschlußpunkten, an denen sich ein Bild einer Perfusionsvorrichtung befinden kann, und eine Einrichtung aufweisen, die es dem Bediener erlaubt, ein Bild einer Perfusionsvorrichtung zur Anordnung an einem der Anschlußpunkte auszuwählen.
Das Perfusionssystem kann ein Datenkommunikationsnetz aufweisen, das die Perfusionsvorrichtungen und Einrichtungen zum Übertragen von Meldungen in Form digitaler Datenpakete zwischen den Perfusionsvorrichtungen über das Datenkommunikationsnetz miteinander verbindet. Die Einrichtung zum Übertragen von Meldungen kann eine Einrichtung zum Erzeugen einer Meldung, die einen Steuerbefehl für die Pumpe enthält, und eine Einrichtung zum Erzeugen einer Meldung aufweisen, die Daten bezüglich der Bedingung enthält.
Das Datenkommunikationsnetz kann mehrere Netz-Verbindungseinrichtungen mit identischen Verbindungskonfigurationen und mehrere Adapter-Übergangseinrichtungen aufweisen, von denen jede eine gemeinsame Verbindungseinrichtung, die dafür ausgelegt ist, mit einer der Netz-Verbindungseinrichtungen gekoppelt zu werden, und eine Vorrichtungs-Verbindungseinrichtung, die dafür ausgelegt ist, mit einer der Perfusionsvorrichtungen gekoppelt zu werden, beinhaltet.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, die nachstehend kurz beschrieben werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Perfusionssystems;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der in 1 schematisch dargestellten Hauptsteuerung;
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer der in 1 schematisch dargestellten Netzwerkerweiterungen;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dar in 1 schematisch dargestellten Adapter bzw. Adapterbaugruppen;
5–7 zeigen mehrere Verbinderkonfigurationen;
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der in 1 schematisch dargestellten Hauptsteuerung mit zwei Netzwerkerweiterungen und acht eingesteckten Adaptern bzw. Adapterbaugruppen;
9 zeigt ein Blockdiagramm der in 1 schematisch dargestellten Hauptsteuerung;
10 zeigt ein Blockdiagramm einer der in 1 schematisch dargestellten Erweiterungssteuerungen;
11 zeigt ein Blockdiagramm einer der in 1 schematisch dargestellten Netzknotensteuerungen;
12 zeigt ein Blockdiagramm eines dar in 1 schematisch dargestellten Adapter bzw. Adapterbaugruppen;
13A–13H zeigen Ablaufdiagramme zum Darstellen der Arbeitsweise der in 1 dargestellten Hauptsteuerung;
14A–14B zeigen exemplarische Darstellungen eines Paars von Perfusionsschaltungsbildern, die während des Betriebs des Perfusionssystems auf der Sichtanzeige von 9 erzeugt werden;
15A–15C zeigen Ablaufdiagramme zum Darstellen der Arbeitsweise der in 1 dargestellten Erweiterungssteuerungen;
16A–16B zeigen Ablaufdiagramme zum Darstallen der Arbeitsweise der in 1 dargestellten Netzknotensteuerungen; und
17A–17D zeigen Ablaufdiagramme zum Darstellen der Arbeitsweise der in 1 dargestellten Adapter bzw. Adapterbaugruppen.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen medizinischen Perfusionssystems 10. Das Perfusionssystem 10 ist dazu geeignet, die selektive Sauerstoffanreicherung, die Filtration und die Rezirkulation von Blut in Verbindung mit zahlreichen verschiedenen medizinischen Behandlungen zu steuern. Das Perfusionssystem 10 kann in zahlreichen verschiedenen Konfigurationen angeordnet werden, die jeweils einer anderen medizinischen Behandlung zugeordnet sind. Beispielsweise kann das Perfusionssystem 10 als Vollfunktions-Herz-Lungenmaschine, als Ventrikelunterstützungssystem oder als Einzelpumpensystem konfiguriert sein, des für verschiedene Zwecke verwendbar ist, z. B. zur Blutaspiration oder für einen Herzmuskelschutz während einer Operation.
Gemäß 1 ist die Hauptsteuerung 20 über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30a mit einer Netzwerkerweiterung 222a und über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30b mit einer Netzwerkerweiterung 22b verbunden. Die Netzwerkerweiterung 22a weist eine über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30c mit drei Netzknotensteuerungen 34a, 34b, 34c verbundene Erweiterungssteuerung 32a auf. Die Netzknotensteuerung 34a ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30d mit einem Adapter 40a bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden, der über eine bidirektionale Daten-/Stromversorgungsleitung 52a mit einer Perfusionsvorrichtung 50 in Form eines Durchflußsensors 50a verbunden ist. Die Netzknotensteuerung 34b ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30e mit einem Adapter 40b bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden, der über eine bidirektionale Leitung 52b mit einem Luftemboliesensor 50b verbunden ist. Die Netzknotensteuerung 34c ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30f mit einem Adapter 40c bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden, der über eine bidirektionale Leitung 52c mit einer Blutpumpe 50c verbunden ist.
Die Netzwerkerweiterung 22b weist eine über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30g mit drei Netzknotensteuerungen 34d, 34e, 34f verbundene Erweiterungssteuerung 32b auf. Die Netzknotensteuerung 34d ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30h mit einem Adapter 40d bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden, der über eine bidirektionale Leitung 52d mit einem Drucksensor 50d verbunden ist. Die Netzknotensteuerung 34e ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30i mit einem Adapter 40e bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden, der über eine bidirektionale Leitung 52e mit einem Temperatursensor 50e verbunden ist. Die Netzknotensteuerung 34f ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30j mit einem Adapter 40f bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden, der über eine bidirektionale Leitung 52f mit einem Durchflußokkludator 50f verbunden ist.
Die Hauptsteuerung 20 ist über eine mit einem Adapter 40g bzw. einer Adapterbaugruppe verbundene bidirektionale Leitung 52g betrieblich mit einer Blutpumpe 50g verbunden. Der Adapter 40g ist über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30k mit der Hauptsteuerung 20 verbunden. Die Hauptsteuerung 20 ist über eine bidirektionale Leitung 52h, die mit einem Adapter 40h bzw. einer Adapterbaugruppe verbunden ist, der über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30l mit der Hauptsteuerung 20 verbunden ist, betrieblich mit einem Pegelsensor 50h verbunden.
Der hierin verwendete Ausdruck ”Perfusionsvorrichtung oder -gerät” bezeichnet eine Vorrichtung, die dazu geeignet ist, in einem medizinischen Perfusionssystem verwendet zu werden, wie beispielsweise einer Blutpumpe, z. B. einer Kreisel- oder Rollenpumpe, einem Durchflußsensor, einem Drucksensor, einem Temperatursensor, einem Pegelsensor, einem Luftemboliesensor oder einem Okkludator.
Mechanische Struktur der Netzwerkkomponenten
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer mechanischen Ausführungsform der Hauptsteuerung 20. Gemäß 2 weist die Hauptsteuerung 20 vier schematisch dargestellte Netzwerkverbinder oder -anschlüsse 60 auf. Alle Netzwerkverbinder 60 sind identisch und weisen jeweils die gereiche Verbinderkonfiguration auf. 5 zeigt die Struktur der Verbinder 60. Wie in 5 dargestellt, kann jeder Verbinder 60 beispielsweise ein Standard-Personalcomputerverbinder mit neun Leitungsstiften 62 sein, die teilweise von einem asymmetrischen Metallgehäuse 64 umgeben sind.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einem Ausführungsform der in 1 schematisch dargestellten Netzwerkerweiterungen 22. Jede Netzwerkerweiterung 22 weist ein sechsflächiges Gehäuse 66 mit einer Seite 68 auf, auf der drei Verbinder 70 angeordnet sind, und mit einer gegenüberliegenden Seite, auf der ein Verbinder 72 angeordnet ist. Jeder der Verbinder 70 ist mit den Verbindern 60 identisch und weist die in 5 dargestellte Struktur auf. Der in 6 dargestellte Verbinder 72 weist neun Stiftbuchsen 74 auf, die in einem aus einem Isoliermaterial, wie beispielsweise Kunststoff, bestehenden asymmetrischen Gehäuse 76 angeordnet sind. Die Stiftbuchsen 74 sind so angeordnet, daß ihre Positionen den Positionen der neun Stifte 62 des Verbinders 60 entsprechen. Daher weist der Verbinder 72 die gleiche Verbinderkonfiguration auf wie der Verbinder 60 und kann daher in den Verbinder 60 gesteckt werden.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der in 1 schematisch dargestellten Adapter 40. Gemäß 4 weist jeder Adapter 40 ein sechsflächiges Gehäuse mit einer Seite 82, auf der ein Verbinder 84 angeordnet ist, und mit einer gegenüberliegenden Seite auf, auf der ein Verbinder 86 angeordnet ist. Der Verbinder 86 ist mit den vorstehend beschriebenen (und in 6 dargestellten) Verbindern 72 identisch.
Der Verbinder 84 ist dazu geeignet, mit einem Geräteverbinder (nicht dargestellt) verbunden zu werden, der einer der vorstehend beschriebenen Perfusionsvorrichtungen 50 zugeordnet ist. Der Verbinder 84 hat eins andere Verbinderkonfiguration als die Verbinder 60, 70, 72 und 86. Ein Beispiel der Struktur des Verbinders 84 ist in 7 dargestellt und weist sechs leitfähige Stifte 88 auf. Weil jeder der Adapter 40 dazu geeignet ist, mit einem anderen Typ einer Perfusionsvorrichtung 50 verbunden zu werden (die Pumpen 50c, 50g können verschiedenartige Pumpen sein, z. B. eine Rollenpumpe oder eine Kreisel- oder Zentrifugalpumpe), kann der auf jedem der Adapter 40 angeordnete Verbinder 84 eine andere Verbinderkonfiguration aufweisen.
Weil die Verbinder 60 der Hauptsteuerung 20 und die Verbinder 70 der Netzwerkerweiterungen 22 die gleiche Verbinderkonfiguration haben wie der Verbinder 86 der Adapter 40, kann ein beliebiger der Adapter 40 in einen beliebigen der Verbinder 60, 70 eingesteckt werden. Dadurch kann eine beliebige Kombination von Perfusionsvorrichtungen 50 mit der Hauptsteuerung 20 verbunden werden.
8 zeigt die Hauptsteuerung 20 mit den Netzwerkerweiterungen 22 und den damit verbundenen Adaptern 40. Jeder der Adapter 40 von 8 würde über einen entsprechenden Verbinder (nichtdargestellt), der über ein Kabel mit der Perfusionsvorrichtung 50 verbunden ist, mit einer entsprechenden der in 1 dargestellten Perfusionsvorrichtungen 50 verbunden werden.
Obwohl durch die in den 3 und 8 dargestellte Ausführungsform der Netzwerkerweiterungen 22 die erhaltene Steuereinheit kompakt wird, könnten Netzwerkerweiterungen mit anderen Strukturen verwendet werden. Beispielsweise könnte, anstatt den Verbinder 72 am Gehäuse 66 zu befestigen, der Verbinder 72 über ein Kabel mit dem Gehäuse 66 verbunden sein. Alternativ könnte das Gehäuse 66 eliminiert werden, und die Verbinder 70, 72 könnten über Kabel miteinander verbunden werden.
Elektronik
9 zeigt ein Blockdiagramm der in 1 schematisch dargestellten Hauptsteuerung 20. Gemäß 9 weist die Hauptsteuerung 20 auf: einen Mikroprozessor (MP) 100, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 102, einen nichtflüchtigen Speicher 104; z. B. eine Festplatte oder einen Flash-RAM-Speicher, eine Netzwerksteuerung 106, eine Zeichnungssteuerung 108 und eine Ein-/Ausgabe-(E/A)Schaltung 110, die alle durch einen Adressen-/Datenbus 112 miteinander verbunden sind. Die E/A-Schaltung 110 ist mit einer Sichtanzeige 114, z. B. mit einem Kathodenstrahlröhren- oder einem Flachbildschirm, und mit einer Eingabevorrichtung 116, z. B. mit einer Tastatur oder einer elektronischen Maus oder einem Sensorfeld der Sichtanzeige 114, verbunden.
Die Hauptsteuerung 20 weist außerdem eine Stromversorgungsschaltung 118 auf, die mit einer externen Wechselspannungsquelle verbunden ist und einen internen Transformator (nicht dargestellt) aufweist, der Gleichspannungen von +5 Volt und +24 Volt auf einem Paar Stromversorgungsleitungen bezüglich einer Masseleitung erzeugt, wobei die Leitungen in 9 schematisch durch das Bezugszeichen 120 dargestellt sind. Die Stromversorgungs- und Masseleitungen 120 werden jeder der vier Netzwerksteuerungen 34g–34j über einen Daten-/Stromversorgungsbus 30m und den anderen Netzknotensteuerungen 34 über andere Abschnitte des Netzwerkbusses 30 zugeführt. Der Daten-/Stromversorgungsbus 30m weist mehrere mit der Netzwerksteuerung 106 verbundene Datenkommunikationsleitungen auf.
10 zeigt ein Blockdiagramm der in 1 schematisch dargestellten Erweiterungssteuerung 32a (wobei die Struktur der Erweiterungssteuerungen 32a, 32b identisch ist). Gemäß 10 weist die Erweiterungssteuerung 32a eine Steuerung 130 und einen Schalter 132 auf, die beide mit dem Daten-/Stromversorgungsbus 30a verbunden sind. Die Erweiterungssteuerung 32a ist über eine bidirektionale Signalleitung 133 mit ihrer Mutternetzknotensteuerung 34g verbunden. Der hierin verwendete Ausdruck ”Mutter”-vorrichtung bezeichnet eine angeschlossene Vorrichtung, die näher an dar Netzwerksteuerung 106 (9) der Hauptsteuerung 20 angeordnet ist. Die Netzknotensteuerung 32g überträgt eine eindeutige physikalische Adresse über die Leitung 133 an die Erweiterungssteuerung 32a, und die Erweiterungssteuerung 32a weist eine Treiberschaltung 135 auf, die verwendet wird, um einen Kontroll- oder Anmeldungscode über die Leitung 133 periodisch an die Netzknotensteuerung 34g zu übertragen. Der Anmeldungscode und die physikalische Adresse können den gleichen Binärcode aufweisen.
11 zeigt ein Blockdiagramm der in 1 schematisch dargestellten Netzknotensteuerung 34a (die Struktur aller Netzknotensteuerungen 34 ist gleich). Gemäß 11 weist die Netzknotensteuerung 34a eine Steuerung 140 auf, die ein Freigabesignal oder ein Sperrsignal über eine der Leitungen 134 von der Erweiterungssteuerung 32a und einen periodischen Anmeldungscode über die Leitung 141 vom Adapter 40a empfängt. Die Steuerung 140 ist über eine Mehrsignalleitung 146 mit einem Codegenerator 144 verbunden. Der Codegenerator erzeugt einen vorgegebenen Mehrbitcode, durch den die physikalische Adresse der Netzknotensteuerung 34a eindeutig bestimmt ist. Der Codegenerator 144 kann beispielsweise mehrere gedruckte Metalleiterbahnen aufweisen, wobei jedem Bit des Codes eine Bahn oder Leitung zugeordnet ist, und wobei jede Bahn oder Leitung selektiv mit +5 Volt. (logischer Wert ”1”) oder Masse (logischer Wert ”0”) verbunden wird.
Die Steuerungseinrichtung 140 betätigt selektiv einen Schalter 150, der einen Datenbus 152 verbindet oder abtrennt bzw. die verbindung unterbricht, der aus zwei einzelnen Datenleitugen bestehen kann, d. h. Teil des Daten-/Stromversorgungsbusses 30c, 30d (und der anderen Busse 30, die das Netzwerk bilden) sein kann. Wenn der Schalter 150 offen ist, sind die Datenbusse 30c, 30d abgetrennt, und wenn der Schalter 150 geschlossen ist, sind die Datenbusse 30c, 30d verbunden, um Datenkommunikationen oder -übertragungen zwischen dem Adapter 40a und den anderen mit dem Netzwerk 30 verbundenen Vorrichtungen zu ermöglichen.
Die Steuerung 140 betätigt außerdem einen Schalter 154, der steuert, ob dem Adapter 40a eine Gleichspannung von +24 Volt (bezüglich einer Masseleitung 120c) auf einer Stromversorgungsleitung 120a zugeführt wird, und einen Schalter 158, der steuert, ob dem Adapter 40a eine Gleichspannung von +5 Volt auf einer Stromversorgungsleitung 120b zugeführt wird. Die Stromversorgungsleitungen 120a, 120b sind Teil der Daten-/Stromversorgungsbusse 30c, 30d und der anderen Busse 30, die das Netzwerk bilden. Ein Widerstand 162 ist mit dem Schalter 154 parallelgeschaltet, und ein Widerstand 164 ist mit dem Schalter 158 parallelgeschaltet. Die Widerstände 162, 164 dienen als Strombegrenzungswiderstände, die verhindern, daß von den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b hohe Ströme aufgenommen werden, wann die Schalter 154, 158 offen sind. Die Steuerung 140 ist mit einer Treiberschaltung 170 verbunden, die verwendet wird, um die durch den Codegenerator 144 erzeugte physikalische Adresse über die Leitung 141 an den Adapter 40a zu übertragen.
12 zeigt ein Blockdiagramm des in 1 schematisch dargestellten Adapters 40a. Gemäß 12 weist der Adapter 40a eine Steuerung 180 auf, die durch eine mit den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b verbundene Stromversorgung 182 mit Strom oder Leistung versorgt wird. Die Steuerung 180 kann einen Anmeldungscode auf der Leitung 133 über einen Treiber 184 übertragen. Die Steuerung 180 empfängt Netzwerkmeldungen vom Datenbus 152 und überträgt Meldungen über eine Sender-/Empfängerschaltung bzw. einen Transceiver 186 auf dem Datenbus 152.
Die Steuerung 180 ist mit einem Speicher 188 und mit einer Geräteschnittstellenschaltung 190 verbunden. Die Geräteschnittstellenschaltung 190 weist mehrere Datenleitungen 192 und mehrere Stromversorgungsleitungen 194 auf, die über den Verbinder 84 (7) mit der Perfusionsvorrichtung 50a verbunden sind. Die Steuerung 180 veranlaßt, daß verschiedenartige Datensignale über die Datenleitungen 192 an die Perfusionsvorrichtung 50a übertragen werden.
In Ahängigkeit vom Typ der Perfusionsvorrichtung 50, mit der ein Adapter 40 verbunden ist, können die Signale auf den Datenleitungen 192 beispielsweise digitale oder analoge Signale (z. B. 4–20-mA-Signale) sein, die mit der Steuerung des Perfusionsvorrichtung 50 in Beziehung stehen und z. B. eine gewünschte Pumpengeschwindigkeit oder den Betriebsmodus betreffen. Die Anzahl verwendeter Datenleitungen 192 ist abhängig von dar bestimmten Perfusionsvorrichtung 50, mit der der Adapter 40 verbunden ist.
Die Steuerung 180 veranlaßt außerdem, daß verschiedenartige elektrische Spannungsarten oder -pegel über die Stromversorgungsleitungen 194 zur Perfusionsvorrichtung 50 übertragen werden. Diese Spannungsarten oder -pegel weisen z. B. eine Gleichspannung von +5 V oder +24 V auf. Wenn ein anderer Spannungspegel erforderlich ist, kann die Stromversorgungsschaltung 182 einen Gleichstromumrichter aufweisen.
Konfiguration und Sichtanzeige (Display) der Perfusionsschaltung
Bevor das Perfusionssystem 10 für eine medizinische Behandlung verwendet wird, verbindet die Bedienungsperson die gewünschten Perfusionsvorrichtungen 50 mit der Hauptsteuerung 20 durch physikalisches oder mechanisches Verbinden der gewünschten Adapter 40 und/oder Netzwerkerweiterungen 22 mit der Hauptsteuerung 20, wie in 8 dargestellt.
Vor Beginn einer medizinischen Behandlung wird das Perfusionssystem 10 gemäß einem in 13A dargestellten Konfigurationsprozeß konfiguriert, die ein Ablaufdiagramm einer durch die Hauptsteuerung 20 ausgeführten Konfigurationsroutine 200 eines Computerprogramms zeigt. Gemäß 13A erzeugt das Programm in Schritt 202 eine visuelle Anzeige, durch die die Bedienungsperson aufgefordert wird, anzugeben, ob eine vorherige Konfigurationsdatei vom Speicher 104 der Hauptsteuerung 20, geladen werden soll. Eine Konfigurationsdatei weist allgemein Bilddaten auf, die einem Bild der Perfusionsschaltung entsprechen, das aufweisen kann: einen Umriß bzw. Überblick des Patienten, Bilder mehrerer mit dem Patienten verbundener Fluidleitungen und Bilder der verschiedenen im System 10 verwendeten Perfusionsvorrichtungen 50. Jede Perfusionsvorrichtung 50 kann in Abhängigkeit vom Typ der Perfusionsvorrichtung durch ein anderes Bild dargestellt werden. Beispielsweise können Pumpen durch ein Pumpenbild dargestellt werden, während Durchflußsensoren eine andere Bilddarstellung haben können.
Die Konfigurationsdatei kann außerdem mit den Perfusionsvorrichtungen 50 in Beziehung stehende Daten aufweisen, z. B. die Hersteller- und Modellnummer der Vorrichtung, den gewünschten Betriebsmodus der Vorrichtung, numerische Grenzwerte, bei denen ein Alarm aktiviert werden sollte, und eine Identifizierung einer beliebigen zugeordneten Perfusionsvorrichtung. Zwei Perfusionsvorrichtungen können ”einander zugeordnet” sein, wenn eine Vorrichtung, die zum Steuern eines physikalischen Prozesses verwendet und hierin als Steuervorrichtung bezeichnet wird, eine Rückkopplung von einer anderen, hierin als Sensorvorrichtung bezeichneten Perfusionsvorrichtung, empfangen soll.
Gemäß 1 könnte beispielsweise die Pumpe 50g basierend auf einem Rückkopplungssignal gesteuert werden, das entweder durch den Pegelsensor 50h (der ein einen Fluidpegel in einem Fluidbehälter anzeigendes Signal erzeugen würde) oder durch den Durchflußsensor 50a erzeugt wird. Im erstgenannten Fall könnte die Pumpe 50g so gesteuert werden, da ein vorgegebener Fluidpegel im Behälter aufrechterhalten wird, und im letztgenannten Fall könnte die Pumpe 50g so gesteuert werden, daß ein vorgegebener Durchfluß durch die Leitung aufrechterhalten wird. Es könnte ein beliebiger Typ einer herkömmlichen rückgekoppelten Steuerung verwendet werden, z. B. eine Proportional-Integral-(PI) oder eine Proportional-Integral-Differential-(PID)Steuerung. Wenn die Pumpe 50g basierend auf dem Ausgangssignal des Pegelsensors 50h gesteuert werden soll, würde die Zuordnung zwischen der Pumpe 50g und dem Pegelsensor 50h in der Konfigurationsdatei gespeichert sein.
Wenn die Bedienungsperson gemäß 13A in Schritt 202 angefordert hat, eine Konfigurationsdatei zu laden, verzweigt sich das Programm zu Schritt 204, wo die Bedienungsperson aufgefordert wird, eine dieser Konfigurationsdateien auszuwählen. Wenn die Bedienungsperson nicht gewünscht hat, eine zuvor gespeicherte Konfigurationsdatei abzurufen, verzweigt sich des Programm zu Schritt 206, wo die Bedienungsperson eines einer vorgegebenen Anzahl von Typen von Perfusionsschaltungsbildern auswählt. Jedes Perfusionsschaltungsbild könnte einer für eine andere medizinische Behandlung verwendeten Perfusionsschaltung entsprechen. In den nachstehend beschriebenen 14A, 14B sind zwei verschiedene Typen von Perfusionsschaltungsbildern dargestellt.
In Schritt 208 wird das Perfusionsschaltbild, des der in Schritt 204 ausgewählten Konfigurationsdatei entspricht, oder das in Schritt 206 ausgewählte Perfusionsschaltungsbild auf der Sichtanzeige 114 dargestellt. Ein Paar exemplarischer Perfusionsschaltungsbilder, die auf der Sichtanzeige 114 dargestellt werden können, sind in den 14A und 14B dargestellt.
14A zeigt ein Bild 232 einer einer Unterstützungsvorrichtung für den linken Ventrikel (LVAD) entsprechenden Perfusionsschaltung. Das Perfusionsschaltungsbild 232 weist ein Patientenbild 234, ein Bild 236 einer Fluidleitung, die Blut vom linken Ventrikel des Patienten ableitet, ein Bild 238 einer Pumpe, ein Bild 240 einer Fluidleitung, die Blut in die Aorta des Patienten zurückführt, ein Bild 242 eines Durchflußokkludators, ein Bild 244 eines Temperatursensors und ein Paar Bilder 246 eines Luftembaliesensors auf.
14B zeigt eine einer Konfiguration einer biventrikulären Unterstützungsvorrichtung (BI-VAD) entsprechende Perfusionsschaltung. Des Perfusionsschaltungsbild 248 weist alle in 14A dargestellten Bilder sowie ein Bild 250 einer zweiten Blutpumpe, ein Bild 252 einer Leitung, die Blut vom rechten Ventikel des Patienten ableitet, und ein Bild 254 einer Leitung auf, die Blut zur Pulmonalarterie des Patienten zurückführt. Jedes der in den 14A, 14B dargestellten Perfusionsschaltungsbilder könnte zusätzlich zu anderen Typen von Perfusionsschaltungsbildern im voraus im Speicher 104 der Hauptsteuerung 20 gespeichert werden.
In Schritt 210 kann die Bedienungsperson eine von mehreren Konfigurationsoptionen auswählen, um die Konfiguration des Perfusionssystems 10 zu ändern. Wenn die Bedienungsperson in Schritt 212 die Option zum Hinzufügen einer Perfusionsvorrichtung 50 auswählt, verzweigt sich das Programm zu Schritt 214, wo die Bedienungsperson aufgefordert wird, einen Typ einer Perfusionsvorrichtung 50 auszuwählen, z. B. eine Pumpe oder einen Durchflußsensor, um sie dem auf der Sichtanzeige 114 dargestellten Perfusionsschaltungsbild hinzuzufügen.
In Schritt 216 wählt die Bedienungsperson die Position aus, an der ein Bild der neu ausgewählten Perfusionsvorrichtung 50 dargestellt werden soll. Diese Position könnte durch die Bedienungsperson durch eine elektronische Maus festgelegt werden, und das dargestellt Perfusionsschaltungsbild könnte mehrere mögliche Anschluß- oder Verbindungspunkte 256 (14A) enthalten, an denen die Perfusionsvorrichtung 50 angeschlossen werden könnte. Die möglichen Verbindungspunkte 256 könnten hervorgehoben dargestellt sein, indem sie beispielsweise in einer ausgeprägten Farbe dargestellt werden oder veranlaßt wird, daß sie blinken, so das die möglichen Verbindungspunkte 256 für die Bedienungsperson leicht erkennbar sind. Nachdem die Bedienungsperson die Position ausgewählt hat, wird in Schritt 218 ein Bild der Perfusionsvorrichtung an dieser Position im Perfusionsschaltungsbild dargestellt.
Wenn die Bedienungsperson in Schritt 220 die Option zum Konfigurieren einer der Perfusionsvorrichtungen ausgewählt hat, verzweigt sich das Programm zu Schritt 222, wo die aktuelle Konfiguration der Perfusionsvorrichtung 50 in der Nähe des Bildes der Vorrichtung in der Perfusionsschaltung dargestellt wird. Wie vostehend erwähnt, konnte die aktuelle Konfigaration den Betriebsmodus der Perfusionsvorrichtung, Alarmgrenzwerte für die Vorrichtung, zugeordnete Perfusionsvorrichtungen usw. aufweisen. In Schritt 224 kann die Bedienungsperson die aktuelle Konfiguration ändern oder erweitern.
Wenn die Bedienungsperson in Schritt 226 die Option zum Darstellen von Daten für die Perfusionsvorrichtungen ausgewählt hat, verzweigt sich das Programm zu Schritt 228, wo es prüft, ob darstellbare Daten verfügbar sind. Solche Daten könnten beispielsweise die Hersteller- und Modellnummern der Perfusionsvorrichtungen enthalten. Wenn in Schritt 228 festgestellt wird, daß Daten verfügbar sind, verzweigt sich des Programm zu Schritt 230, wo die Daten in der Nähe der Perfusionsvorrichtungen in der Perfusionsschaltung dargestellt werden.
Verbindung oder Anschluß von Perfusionsvorrichtungen
Die Hauptssteuerung 20 kann Perfusionsvorrichtungen 50, die anschließend mit dem Perfusionssystem 10 verbunden werden, durch ein Steckverbindungsverfahren aufnehmen. 13B zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch die Hauptsteuerung 20 ausgeführten Steckverbindungsroutine 260. Während der Steckverbindungsroutine kann die Hauptsteuerung 20 in einem automatischen Übereinstimmungsmodus arbeiten, in dem sie die Gleichheit zwischen einer vorher eingegebenen Gerätekonfiguration und einer Perfusionsvorrichtung prüft, die anschliesend mit der Hauptsteuerung 20 verbunden wird. Beispielsweise kann eine Bedienungsperson eine Zentrifugalblutpumpe (die noch nicht mit der Hauptsteuerung 20 verbunden ist) so konfigurieren, daß sie in einem kontinuierlichen Modus arbeitet, um, einen kontinuierlichen Pumpvorgang mit einer vorgegebenen Förderleistung zu erhalten. Wenn die Blutpumpe anschließend mit der Steuerung 20 verbunden wird, wird die Steuerung 20 dann automatisch die vorher gespeicherte Pumpenkonfiguration mit der Pumpe abgleichen.
Gemäß 13B verzweigt sich das Programm in Schritt 262, wenn die Hauptsteuerung 20 auf den automatischen Übereinstimmungsmodus eingestellt ist, zu Schritt 264, wo festgestellt wird, ob nur eine mögliche Übereinstimmung zwischen der gerade verbundenen Perfusionsvorrichtung und den vorher gespeicherten Gerätekonfigurationen vorhanden ist. Diese wäre der Fall, wenn nur eine vorher gespeicherte Konfiguration für eine Pumpe vorhanden ist, und wenn die Vorrichtung, die gerade mit der Hauptsteuerung 20 verbunden wurde, eine Pumpe ist.
Wenn in Schritt 264 festgestellt wurde, daß nur eine mögliche Übereinstimmung vorhanden ist, verzweigt sich das Programm zu Schritt 266, wo festgestellt wird, ob die Position, an der das Gerät im Perfusionsschaltungsbild dargestellt werden soll, bekannt ist. Diese Position könnte in der vorher gespeicherten Konfiguration für die Vorrichtung enthalten sein. Wenn die Position nicht bekannt ist, verzweigt sich das Programm zu Schritt 268, wo die Bedienungsperson aufgefordert wird, eine Position auszuwählen, und dann verzweigt sich das Programm zu Schritt 270, wo ein Bild der neu verbundenen oder angeschlossenen Perfusionsvorrichtung im Perfusionsschaltungsbild dargestellt wird. Wenn die in Schritt 266 bestimmte Position der Vorrichtung bekannt war, überspringt das Programm Schritt 268 und verzweigt sich direkt zu Schritt 270.
Wenn die Hauptsteuerung 20 gemäß der Bestimmung in Schritt 262 nicht auf den automatischen Übereinstimmungsmodus eingestellt war, oder wenn gemäß der Bestimmung in Schritt 264 mehr als eine mögliche Übereinstimmung vorhanden war, verzweigt sich das Programm zu Schritt 272. Wenn die neu verbundene oder angeschlossene Vorrichtung bereits konfiguriert wurde, verzweigt sich das Programm zu Schritt 274, wo die Bedienungsperson aufgefordert wird, die geeignete Konfiguration aus mehreren im voraus gespeicherten Konfigurationen auszuwählen. Wenn die Vorrichtung noch nicht konfiguriert ist, verzweigt sich das Programm zu Schritt 276, wo die Bedienungsperson die gewünschten Konfigurationsparameter für die Vorrichtung eingibt. Das Programm führt dann die vorstehend beschriebenen Schritte 268 und 270 aus.
Netzwerkkommunikationen
Die Netzwerksteuerung 106 (2) in der Hauptsteuerung 20, die eine herkömmliche Netzwerksteuerung sein kann, wie beispielsweise eine Steuerung CAN Version 2.0B, überwacht den Datenfluß auf den Netzwerkbussen 30, die jeweils den Datenbus 152 aufweisen (der aus zwei Drahten bestehen kann), auf dem digitale Datenpakete übertragen und empfangen werden. Die Datenpakete können ein herkömmliches Format aufweisen, das folgende Datenfelder enthält: 1) ein Rahmenbeginn(SOF)-feld; 2) ein Entscheidungsfeld; 3) ein Steuerfeld; 4) ein Feld für Daten mit variabler Länge; 5) ein Fehlererfassungs/-korrekturfeld, z. B. ein Feld für zyklische Redundanzprüfung bzw. Blocksicherung (CRC); 6) ein Bestätigungs(ACK)-feld; und 7) ein Rahmenende(EOF)-feld.

Das Entscheidungsfeld, des ein 29-Bit-Feld sein kann, wird zum Bestimmen der Priorität der über den Netzwerkbus 30 übertragenen Datenpakete verwendet. Die Priorität basiert auf dem gesamten numerischen Wert des Entscheidungsfeldes der Datenpakete. Im Fall eines bei der Übertragung zweier Datenpakete auftretenden Konflikts hat das Datenpaket mit dem Entscheidungsfeld mit einem niedrigeren numerischen Wert Priorität. Die einen einen Meldungstyp kennzeichnenden Meldungsidentifizierungs(ID)-code enthaltenden Entscheidungsfelder mehrerer verschiedener verwendbarer Datenpakettypen sind nachstehend aufgelistet.

Typ	Meldungsidentifizierung (MSB bis LSB)
A	00000	00000000	cccccccc	cccccccc
B	00000	00000001	cccccccc	cccccccc
C	00000	00000010	aaaaaaaa	ssssssss
D	00000	00000100	cccccccc	ssssssss
E	00001	cccccccc	cccccccc	dddddddd
F	00010	cccccccc	cccccccc	ssssssss
G	10000	cccccccc	dddddddd	dddddddd
H	10001	cccccccc	ssssssss	ssssssss
I	11111	11111111	11111111	11111111

In der vorstehenden Tabelle sind die Meldungstypen von der höchsten Priorität (oben) bis zur niedrigsten Priorität (unten) dargestellt. Der Meldungstyp A entspricht einer durch die Hauptsteuerung 20 an alle mit den Netzwerkdatenbussen verbundenen Vorrichtungen übertragenen Steuermeldung. Die Datenfelder ”cccccccc cccccccc” werden zum Darstellen des Meldungstyps verwendet. Der Meldungstyp B entspricht einer durch die Hauptsteuerung 20 an die Erweiterungssteuerungen 32 übertragenen Meldung. Die Datenfelder ”cccccccc cccccccc” werden zum Darstellen der Meldung verwendet.
Der Meldungstyp C entspricht einer Alarm- oder Sicherheitsmeldung, wobei das Datenfeld ”aaaaaaaa” einen Alarmtyp und des Datenfeld ”ssssssss” die logische Adresse der Vorrichtung anzeigt, die die Alarmmeldung erzeugt hat. Der Meldungstyp D entspricht einer durch eine Sensorvorrichtung, z. B. durch einen Durchflußsensor, erzeugten Servomeldung. Das Datenfeld ”cccccccc” zeigt den Typ des erfaßten Parameters an, z. B. eine Durchflußrate, und das Datenfeld ”ssssssss” zeigt die logische Adresse des Sensors an, der den erfaßten Parameter erzeugt hat.
Der Meldungstyp E entspricht einer allgemeinen Meldung mit einem Datenfeld ”cccccccc cccccccc”, die den Meldungstyp anzeigt, und einem Datenfeld ”dddddddd”, das die logische Adresse des gewünschten Ziels der Meldung anzeigt. Der Meldungstyp F entspricht einer allgemeinen Meldung mit einem Datenfeld ”cccccccc cccccccc”, das den Meldungstyp anzeigt, und einem Datenfeld ”ssssssss”, das die logische Adresse der Meldungsquelle anzeigt.
Der Meldungstyp G entspricht einer allgemeinen Meldung mit einem Datenfeld ”cccccccc”, das den Meldungstyp anzeigt, und einem Datenfeld ”dddddddd dddddddd”, das die physikalische Adresse des gewünschten Ziels der Meldung anzeigt. Der Meldungstyp H entspricht einer allgemeinen Meldung mit einem Datenfeld ”cccccccc”, das den Meldungstyp anzeigt, und einem Datenfeld ”ssssssss ssssssss”, das die physikalische Adresse der Meldungsquelle anzeigt. Der Meldungstyp I (der nur aus logischen Werten ”1” besteht) entspricht einer Zustandsabfrage von der Hauptsteuerung 20, die periodisch an alle mit den Netzwerkdatenbussen verbundenen Vorrichtungen übertragen wird.
Einige der vorstehend beschriebenen Meldungstypen werden ohne Datenfelder übertragen. Beispielsweise würde die von der Hauptsteuerung 20 übertragene Zustandsabfragemeldung kein Datenfeld aufweisen. Andere Meldungen würden Datenfelder aufweisen. Beispielsweise würde die Servomeldung (Typ D) ein Datenfeld aufweisen, das den numerischen Wert des erfaßten Zustands anzeigt, z. B. einen Durchflußmeßwert von 0,257 Litern pro Minute.
Die Hauptsteuerung 20, die Erweiterungssteuerungen 32, und die Adapter 40 können herkömmliche elektronische Schaltungen zum Prüfen der Korrektheit empfangener Meldungen über des CRC-Feld, zum Anfordern einer Rückübertragung von Meldungen, die nicht korrekt empfangen wurden, und zum Übertragen von Bestätigungsmeldungen in Antwort auf den Empfang korrekt empfangener Meldungen aufweisen.
Die vorstehend beschriebenen Meldungen können an einzelne oder an alle mit dem Netzwerk 30 verbundenen Vorrichtungen übertragen werden. Jede Vorrichtung, z. B. ein Adapter 40 oder eine Erweiterungssteuerung 32, kann eine Unterscheidungsoperation durch Empfangen nur bestimmter übertragener Meldungen ausführen. Beispielweise könnte diese Unterscheidungsoperation durch Zugriff auf einen Meldungsunterscheidungsspeicher in der empfangenden Vorrichtung ausgeführt werden, in dem die logischen Adressen aller anderen Vorrichtungen gespeichert sind, die für die empfangende Vorrichtung wichtig sind.
Wenn beispielsweise die empfangende Vorrichtung der Adapter 40c ist, der mit der Blutpumpe 50c verbunden ist, die den Blutdurchfluß durch eine Leitung basierend auf dem Empfang eines Rückkopplungssignals vom Durchflußsensor 50a steuert, würde der Meldungsunterscheidungsspeicher des Adapters 40c die logische Adresse des Durchflußsensors 50a aufweisen, so daß der Adapter 40c alle durch den mit dem Durchflußsensor 50a verbundenen Adapter 40a erzeugten Meldungen empfangen würde.
Der Meldungsunterscheidungsspeicher würde die logische Adresse der Hauptsteuerung 20 aufweisen und könnte die logischen Adressen mehrerer anderer Adapter 40 aufweisen. Daher müssen die über das Netzwerk 30 übertragenen Meldungen nicht notwendigerweise eine bestimmte Zieladresse aufweisen (obwohl sie eine Zieladresse aufweisen können).
Die Adapter 40 und die Erweiterungssteuerungen 32 könnten außerdem Meldungen basierend auf dem Meldungstyp anstatt auf der Identität der übertragenden Vorrichtung unterscheiden. Beispielsweise könnte ein Adapter 40 alle Zustandsabfragemeldungen und Konfigurationsmeldungen (nachstehend beschrieben) empfangen. Außerdem könnten die Meldungsidentifizierungscodes für solche Meldungen im Meldungsunterscheidungsspeicher gespeichert sein.
Vor Verwendung des Perfusionssystems 10 für eine medizinische Behandlung, und nachdem alle Perfusionsvorrichtungen 50 gemäß der vorstehenden Beschreibung konfiguriert sind, werden Datenpakete, die Konfigurationsmeldungen enthalten, an alle mit dem Netzwerk 30 verbundenen Adapter 40 übertragen. Die Konfigurationsmeldungen weisen alle vorstehend beschriebenen erforderlichen Konfigurationsdaten auf. Beispielsweise würden die Konfigurationsdaten für eine Blutpumpe den Betriebsmodus der Pumpe, die gewünschte Förderleistung oder Durchflußrate der Pumpe, und andere Daten aufweisen. Wenn beliebige Konfigurationsmeldungen, die einer Vorrichtung zugeordnete Daten aufweisen (z. B. den Sensor, von dem eine Blutpumpe ein Rückkopplungssignal empfangen sollte), durch einen Adapter 40 empfangen würden, würde der Meldungsunterscheidungsspeicher mit der logischen Adresse der zugeordneten Vorrichtung aktualisiert.
Verbindung von Adaptern mit dem Netzwerk
Damit sie über die Netzwerkdaten-/Stromversorgungsbusse 30 mit der Hauptsteuerung 20 kommunizieren können, muß den Adaptern 40 die Erlaubnis erteilt werden, eine Verbindung mit dem Netzwerk 30 herzustellen. Diese Verbindungsoperation wird durch eine durch den Adapter 40, für den die Netzwerkverbindung hergestellt werden soll, an die Hauptsteuerung 20 übertragene Inbetriebnahmeanforderungsmeldung eingeleitet. Die Inbetriebnahmeanforderungsmeldung weist einen ersten Code, durch den der Typ der Perfusionsvorrichtung 50 angezeigt wird, die mit dem Adapter 40 verbunden ist, der die Verbindungsoperation anfordert, und einen zweiten Code auf, der die (durch den Codegenerator 144 von 11 bestimmte) physikalische Adresse des Adapters 40 anzeigt, der die Verbindungsperation anfordert.
13C zeigt ein Ablaufdiagramm einer Inbetriebnahme- oder Startroutine 280, die durch die Hauptsteuerung 20 in Antwort auf den Empfang einer Inbetriebnahmeanforderungsmeldung von einem Adapter 40 ausgeführt wird. Die Startroutine 280 kann eine Unterbrechungs-Dienstroutine sein, die in Antwort auf eine nach dem Empfang einer Inbetriebnahmeanforderungsmeldung durch die Hauptsteuerung 20 erzeugte Unterbrechung aufgerufen wird. Gemäß 13C wird in Schritt 282 die durch die Hauptsteuerung 20 empfangene Inbetriebnahmeanforderungsmeldung decodiert, um den Typ der mit dem Adapter 40, der die Verbindungsoperation angefordert hat, verbundenen Perfusionsvorrichtung 50 sowie die physikalische Adresse des Adapters 40 zu bestimmen.
In Schritt 284 bestimmt das Programm, ob dem anfordernden Adapter 40 die volle Leistung zugeführt werden sollte. Wie vorstehend beschrieben, wird den Adaptern 40 über das Netzwerk 30 von einer Stromversorgung 118 (9) in der Hauptsteuerung 20 die Betriebsspannung oder -leistung für die Perfusionsvorrichtungen 50 zugeführt. Weil die von der Stromversorgung 118 verfügbare Leistung begrenzt sein kann, kann die Hauptsteuerung 20 so programmiert sein, daß nur eine bestimmte Anzahl von Perfusionsvorrichtungen 50 mit dem Netzwerk 30 verbunden werden können, oder alternativ nur eine bestimmte Anzahl bestimmter Typen von Perfusionsvorrichtungen 50 verbunden werden können. Weil Steuervorrichtungen, z. B. Blutpumpen, typischerweise mehr Leistung benötigen als Sensorvorrichtungen, kann die Hauptsteuerung 20 einen oberen Grenzwert für die Anzahl von mit dem Netzwerk 30 verbindbaren Steuervorrichtungen aufweisen.
In Schritt 284 könnte entschieden werden, ob die volle Leistung zugeführt werden kann, indem die Anzahl von bereits mit dem Netzwerk 30 verbundenen Perfusionsvorrichtungen mit der maximalen Anzahl von verbindbaren Vorrichtungen verglichen wird, um festzustellen, ob der Maximalwert durch Verbinden einer zusätzlichen Vorrichtung 50 überschritten wird. Alternativ könnte, wenn die eine Verbindungsoperation anfordernde Vorrichtung eine Steuervorrichtung ist, die Anzhal bereits verbundener Steuervorrichtungen mit der maximalen Anzahl verbindbarer Perfusions-Steuervorrichtungen verglichen werden. Wenn festgestellt wird, daß keine volles Leistung zugeführt werden kann, wird das Programm einfach beendet.
Wenn festgestellt wird, daß die volle Leistung zugeführt werden kann, werden die Schritte 286–298 ausgeführt, um eine Inbetriebnahmeerlaubnismeldung zu erzeugen und zu übertragen, durch die veranlaßt wird, daß der der Perfusionsvorrichtung 50 zugeordnete Adapter 40 mit dem Netzwerk 30 verbunden wird. Insbesondere wird dem neu verbundenen Adapter 40 in Schritt 286 eine eindeutige logische Adresse zugeordnet. Wenn das Netzwerk 30 beispielsweise eine Kapazität für sechzehn Vorrichtungen aufweist, kann die logische Adresse ein 4-Bit-Binärcode sein. In Schritt 288 wird eine die logische Adresse enthaltende Inbetriebnhmeerlaubnismeldung decodiert, und in Schritt 290 wird die Inbetriebnahmeerlaubnismeldung über das Netzwerk 30 übertragen.
In Schritt 292 wird, wenn der Adapter 40, der die Inbetriebnahmeerlaubnis angefordert hat, eine lokale Vorrichtung der Hauptsteuerung 20 ist (d. h., wenn er einer der Adapter 40g oder 40h ist, die ohne Netzwerkerweiterung 22 direkt mit der Hauptsteuerung 20 verbunden sind), dem Adapter 40 über die mit der Perfusionsvorrichtung 50 verbundene lokale Netzknotensteuerung (d. h. eine der Netzknotensteuerungen 34i–34j von 9) die volle Leistung zugewiesen. Gemäß 11 wird dies durch Übertragen eines Freigabesignals auf der Leitung 134 ausgeführt, das die Steuerung 140 veranlaßt, die Schalter 150, 154, 158 zu schließen, so daß auf den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b die volle Leistung zugeführt. und der Adapter 40 mit dem Datenbus 152 verbunden wird.
Gemäß 13C verzweigt sich das Programm, wenn in Schritt 292 festgestellt wurde, daß die Perfusionsvorrichtung keine lokale Vorrichtung ist, zu Schritt 296, wo eine Verbindungsmeldung, die die physikalische Adresse der Netzknotensteuerung 34 enthält, die dem Adapter 40 zugeordnet ist, der die Inbetriebnahmeerlaubnis angefordert hat, codiert wird, und dann zu Schritt 298, wo die Verbindungsmeldung über das Netzwerk 30 übertragen wird. Wie nachstehend beschrieben, decodieren die Erweiterungssteuerungen 32, wenn sie die Verbindungsmeldung empfangen, diese Verbindungsmeldung, um die physikalische Adresse zu bestimmen, und die Erweiterungssteuerung 32, die mit der Netzknotensteuerung 34 verbunden ist, die diese physikalische Adresse hat (d. h. die dem anfordernden Adapter 40 zugeordnete Netzknotensteuerung 34), schaltet die volle Leistung durch übertragen eines Freigabesignals auf der mit dieser Netzknotensteuerung verbundenen Leitung 134 ein.
Status- bzw. Zustandsabfragen
Während des Betriebs des Perfusionssystems 10 überträgt die Hauptsteuerung 20, um zu gewährleisten, daß alle mit dem Netzwerk 30 verbundenen Vorrichtungen geeignet arbeiten oder funktionieren und über das Netzwerk 30 übertragene Meldungen empfangen, periodisch ein Zustandsabfragesignal an alle Erweiterungssteuerungen 32 und Adapter 40 des Netzwerks 30. Jede Erweiterungssteuerung 32 und jeder Adapter 40 muß innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer auf die Zustandsabfrage antworten. Jede Erweiterungssteuerung 32 und jeder Adapter 40, der nicht innerhalb dieser Zeitdauer auf die Zustandsabfrage antwortet, wird vom Netzwerk 30 abgetrennt, und es wird eine entsprechende Alarmmeldung auf der Sichtanzeige 14 erzeugt, um die Bedienungsperson über dieses Ereignis zu informieren.
13D zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch die Hauptsteuerung 20 periodisch ausgeführten Zustandsabfrageroutine 300. Gemäß 13D wird in Schritt 302 eine Zustandsabfragemeldung codiert, und in Schritt 304 wird die Meldung an alle Erweiterungssteuerungen 32 und Adapter 40 übertragen, die mit dem Netzwerk 30 verbunden sind. Wie vorstehend beschrieben, kann die Zustandsabfragemeldung aus lauter logischen Werten ”1” im Entscheidungsfeld des Datenpakets bestehen. In Schritt 306 wird eine Zeitsperrenperiode gestartet, innerhalb der alle Erweiterungssteuerungen 32 und Adapter 40 auf die Zustandsabfragemeldung antworten müssen.
Nach Empfang der Zustandsabfragemeldung codiert jede Erweiterungssteuerung 32 und jeder Adapter 40 eine Zustandsmeldung mit ihrer logischen Adresse und ihrem Zustand und überträgt dann die Zustandsmeldung über des Netzwerk 30 an die Hauptsteuerung 20.
13E zeigt ein Ablaufdiagramm einer Zustandempfangsroutine 310, die durch die Hauptsteuerung 20 nach Empfang einer Zustandsmeldung ausgeführt wird, die in Antwort auf die zuvor durch die Routine 300 übertragene Zustandsmeldung an sie übertragen wurde. Gemäß 13E wird in Schritt 312 die logische Adresse der antwortenden Erweiterungssteuerung 32 oder des Adapters 40 gemäß der Zustandsmeldung bestimmt, und in Schritt 314 wird der Zustand der Vorrichtung 32 oder 40 gemäß der Meldung bestimmt. Der Zusatnd kann durch mehrere verschiedene Binärzustandcodes bestimmt sein. In Schritt 316 endet das Programm einfach, wenn der Zustand der Vorrichtung 32 oder 40 ordnungsgemäß (ok) ist. Wenn der Zustand jedoch nicht ordnungsgemäß ist, verzweigt sich das Programm zu Schritt 318, wo es auf die durch den Zustandcode angezeigte Eigenschaft des Zustands antwortet. Wenn die Eigenschaft des Zustands relativ unkritisch ist, erzeugt die Hauptsteuerung 20 einfach eine Warnung auf der Sichtanzeige 114 des Perfusionssystems 10. Wenn die Eigenschaft des Zustands relativ kritisch ist, kann die Hauptsteuerung 20 die Vorrichtung 32 oder 40 vom Netzwerk 30 abtrennen.
13F zeigt ein Ablaufdiagramm einer Unterbrechungs- oder Abtrennungsroutine 330, durch die veranlaßt wird, daß eine Erweiterungssteuerung 32 oder ein Adapter 40 vom Netzwerk 30 abgetrennt wird. Die Abtrennungsroutine 330 wird durch die Hauptsteuerung 20 ausgeführt in Antwort auf: 1) einen in einer Vorrichtung 32 oder 40 auftretenden Fehler bei der Übertragung einer Zustandsmeldung an die Hauptsteuerung 20 innerhalb der vorstehend beschriebenen Zeitsperrenperiode oder 2) eine ernsthafte Fehlfunktion einer Vorrichtung 32 oder 40, die gemäß Schritt 318 von 13E bestimmt wurde.
Gemäß 13F verzweigt sich das Programm in Schritt 332, wenn die abzutrennende Vorrichtung 32 oder 40 eine lokale Verrichtung der Hauptsteuerung 20 ist, zu Schritt 334, in dem diese Vorrichtung 32 oder 40 durch die Netzknotensteuerung 34g, 34h, 34i oder 34j in der mit dieser Vorrichtung 32 oder 40 verbundenen Hauptsteuerung 20 abgetrennt wird. Gemäß 11 wird die Abtrennung durch Übertragen eines Sperrsignals auf der Leitung 134 ausgeführt, das die Steuerung 140 veranlaßt, die Schalter 150, 154, 158 zu öffnen, so daß der Datenbus 152 und die Stromversorgungsleitungen 120a, 120b abgetrennt werden.
In Schritt 332 verzweigt sich das Programm, wenn die abzutrennende Vorrichtung keine lokale Vorrichtung der Hauptsteuerung 20 ist, zu Schritt 335, in dem eine Abtrennungsmeldung, die die physikalische Adresse der Netzknotensteuerung 34 der abzutrennenden Vorrichtung 32 oder 40 enthält, codiert wird, und dann zu Schritt 338, wo die Abtrennungsmeldung über das Netzwerk 30 übertragen wird.
Wenn die abzutrennende Vorrichtung ein über eine Netzknotensteuerung 34 mit der Erweiterungssteuerung 32 verbundener Adapter 40 ist, decodiert diese Erweiterungssteuerung 32, warm sie die Abtrennungsmeldung empfängt, diese Abtrennungsmeldung, um die physikalische Adresse des abzutrennenden Adapters 40 zu bestimmen, und die diesem Adapter 40 zugeordnete Netzknotensteuerung 34 trennt den Adapter 40 durch übertragen eines Sperrsignals auf der mit dieser Netzknotensteuerung 34 verbundenen Leitung 134 ab.
Befehle, die der Hauptsteuerung durch die Bedienungsperson zugeführt werden
Während des Betriebs des Perfusionssystems 10 während einer medizinischen Behandlung spricht die Hauptsteuerung 20 auf verschiedene Befehle und andere Eingaben an, die durch eine Bedienungsperson des Systems 10 eingegeben werden. 13G zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerbefehlroutine 350, das darstellt, wie die Hauptsteuerung 20 auf diese Eingaben anspricht. Obwohl in 13G verschiedene mögliche Eingaben einer Bedienungsperson dargestellt sind, könnte die Hauptsteuerung 20 auch auf andere oder zusätzliche Eingaben ansprechen.
Gemäß 13G verzweigt sich das Programm in Schritt 352, wenn die durch die Bedienungsperson vorgenommene Eingabe ein Steuerbefehl war, zu Schritt 354, wo eine dem Steuerbefehl entsprechende Steuermeldung in ein Datenpaket codiert wird, und dann zu Schritt 356, wo die Steuermeldung über das Netzwerk 30 übertragen wird. Die Steuermeldung könnte beispielsweise eine der folgenden Meldungen sein: 1) ein neuer Alarmgrenzwert für eine bestimmte Sensorvorrichtung; 2) ein neuer Betriebsmodus für eine Blutpumpe; 3) ein neuer Förderleistungs-Sollwert für eine Blutpumpe; 4) eine neue Rate, mit der eine bestimmte Sensorvorrichtung abgelesen werden sollte; 5) ein Pumpen-Einschaltbefehl; 6) ein Pumpen-Ausschaltbefehl; usw.
In Schritt 358 verzweigt sich das Programm, wenn die Bedienungsperson anfordert, daß ein bestimmter Alarm zurückgesetzt werden soll, zu Schritt 360, in dem eine bestimmte Alarmrücksetzmeldung codiert wird, die die logische Adresse der Vorrichtung anzeigt, die den Alarm erzeugt hat, und zu Schritt 362, wo die Alarmrücksetzmeldung über des Netzwerk 30 übertragen wird. In Schritt 364 verzweigt sich das Programm, wenn die Bedienungsperson anfordert, daß des Perfusionssystem 10 zurückgesetzt werden soll, zu Schritt 366, wo eine entsprechende Systemrücksetzmeldung codiert wird, und zu Schritt 362, wo die Systemrücksetzmeldung über das Netzwerk 30 übertragen wird.
Empfang von Netzwerkmeldungen durch die Hauptsteuerung
Während des Betriebs empfängt die Hauptsteuerung 20 verschiedene Meldungstypen, die über des Netzwerk 30 übertragen werden. 13H zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch die Hauptsteuerung 20 ausgeführten Empfangsroutine, die Verarbeitungen darstellt, die durch die Hauptsteuerung 20 in Antwort auf den Empfang verschiedener Meldungstypen ausgeführt werden.
Gemäß 13H verzweigt sich das Programm in Schritt 372, wenn die empfangene Meldung eine Ereignismeldung ist, die z. B. einen Alarm oder ein anderes Ereignis darstellt, zu Schritt 374, wo das auf der Sichtanzeige 114 erzeugte Bild aktualisiert wird, um die Bedienungsperson über dieses Ereignis zu informieren, und das Programm verzweigt sich zu Schritt 376, wo das Ereignis in einem im Speicher 104 der Hauptsteuerung 20 gespeicherten Ereignisprotokoll protokoliert wird.
In Schritt 378 verzweigt sich das Programm, wenn die empfangene Meldung eine Datenmeldung ist, z. B. eine Meldung, die den das Ausgangssignal eines Durchflußsensors darstellenden numerischen Wert darstellt, zu Schritt 380, wo das auf der Sichtanzeige erzeugte Bild aktualisiert wird, und des Programm verzweigt sich zu Schritt 382, wo die Daten und die Vorrichtung, die die Daten erzeugt hat, in einem im Speicher 104 der Hauptssteuerung 20 gespeicherten Datenprotokoll protokolliert werden.
In Schritt 384 verzweigt sich das Programm, wenn die empfangene Meldung eine Zustandsmeldung ist, zu Schritt 386, wo die Zustandsmeldung verarbeitet wird, wie vorstehend in Verbindung mit 13E beschrieben. In Schritt 388 wird das Bild der Sichtanzeige basierend auf dem Zustand aktualisiert, und in Schritt 390 wird der Zustand in einem im Speicher gespeicherten Zustandprotokoll protokolliert. In Schritt 392 verzweigt sich das Programm, wenn die empfangene Meldung eine Inbetriebnahmeanforderung ist, zu Schritt 394, wo die Inbetriebnahmeanforderung verarbeitet wird, wie vorstehend in Verbindung mit 13C beschrieben, und in Schritt 396 wird des Bild der Sichtanzeige aktualisiert.
Arbeits- oder Funktionsweise der Erweiterungesteuerungen
Eine Grundfunktion der Erweiterungssteuerungen 32 ist die Steuerung zum Verbinden und Abtrennen der Adapter 40 mit bzw. von dem Netzwerk 30. 15A zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch die Steuerung 130 jeder Erweiterungssteuerung 32 ausgeführten Inbetriebnahmeroutine. Gemäß 15A führt die Erweiterungssteuerung 32 in Schritt 422 mehrere interne Eigentests oder -diagnosen aus, z. B. Tests eines internen RAM-Speichers und eines internen ROM-Speichers. In Schritt 424 verzweigt sich des Programm, wenn die Tests erfolgreich waren, zu Schritt 426, wo die Verbindung der Erweiterungssteuerung 32 mit dem Netzwerk 30 geprüft wird, indem eine Meldung auf dem Netzwerkbus 30 übertragen und gleichzeitig die übertragene Meldung vom Netzwerkbus 30 empfangen wird, um festzustellen, ob die Meldung tatsächlich übertragen wurde.
In Schritt 428 verzweigt sich das Programm, wenn der Datenbustest erfolgreich war, zu Schritt 430, wo die Erweiterungssteuerung 32 damit beginnt, einen Anmeldungscode periodisch über die Leitung 141 an ihre Mutternetzknotensteuerung 34 zu übertragen. Wie nachstehend beschrieben wird, muß jede Vorrichtung (ein Adapter 40 oder eine Erweiterungssteuerung 32) periodisch einen Anmeldungscode an ihre Mutternetzknotensteuerung 34 übertragen, um ihre Verbindung mit dem Netzwerk 30 aufrechtzuerhalten.
In Schritt 432 wartet die Erweiterungssteuerung 32 darauf, daß ihre physikalische Adresse von ihrer Mutternetzknotensteuerung 34 an sie übertragen wird. In Schritt 434 wird, wenn in den Schritten 422 und 426 nicht alle Tests erfolgreich waren bzw. bestanden wurden, eine Fehlermeldung über das Netzwerk 30 übertragen. Die Fehlermeldung enthält die physikalische Adresse der Erweiterungssteuerung 32 und einen Binärcode, der den/die nicht erfolgreichen oder bestandenen Test(s) anzeigt.
Wenn alle Tests erfolgreich waren, verzweigt sich des Programme zu Schritt 438, wo eine Inbetriebnahmeanforderungsmeldung, die die physikalische Adresse der Erweiterungssteuerung 32 enthält, codiert und über das Netzwerk 30 übertragen wird. In Schritt 440 wartet das Programm, bis eine Inbetriebnahmeerlaubnismeldung von der Hauptsteuerung 20 empfangen wird, und dann wartet das Programm in Schritt 442, bis der Erweiterungssteuerung 32 über die Stromversorgungsleitungen 120a, 120b ihrer Mutternetzknotensteuerung 34 die volle Leistung zugewiesen wird. Wenn die volle Leistung zugewiesen wird, verzweigt sich das Programm zu Schritt 444, wo die Erweiterungssteuerung 32 die Spannungen auf den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b und den durch sie bereitgestellten Strom mißt, um sicherzustellen, daß die Werte innerhalb der Spezifikation liegen. In Schritt 446 verzweigt sich das Programm, wenn die erhaltenen Strom- bzw. Spannungsmeßwerte nicht innerhalb der Spezifikation liegen, zu Schritt 436, wo eine diesbezügliche Meldung über das Netzwerk 30 an die Hauptsteuerung 20 übertragen wird.
15B zeigt ein ablaufdiagramm einer Verbindungsroutine 450, die durch eine Erweiterungssteuerung 32 ausgeführt wird, wenn sie eine Verbindungsmeldung von der Hauptsteuerung 20 empfängt. Gemäß 15B wird in Schritt 452 die von der Hauptsteuerung 20 empfangene Verbindungsmeldung decodiert, um die physikalische Adresse des mit dem Netzwerk 30 zu verbindenden Adapters 40 zu bestimmen. In Schritt 454 wird die physikalische Adresse untersucht, um festzustellen, ob der zu verbindende Adapter 40 eine lokale Vorrichtung der Erweiterungssteuerung 32 ist, d. h. ob der Adapter 40 einer der drei Adapter ist, die mit der Erweiterungsteuerung 32 verbunden sind. Wenn der Adapter 40 keine lokale Vorrichtung der Erweiterungssteuerung 32 ist, wird keine weitere Verarbeitung ausgeführt, und die Routine 450 wird beendet. Wenn der Adapter 40 ein lokaler Adapter der Erweiterungssteuerung 32 ist, verzweigt sich das Programm zu Schritt 456, wo ein Freigabesignal über eine der Leitungen 134 an die Netzknotensteuerung 34 übertragen wird, die dem zu verbindenden Adapter 40 zugeordnet ist, wodurch der Adapter 40 auf die vorstehend beschriebene Weise mit dem Netzwerk 30 verbunden wird.
Wenn eine Erweiterungssteuerung 32 eine Abtrennungsmeldung von der Hauptsteuerung 20 empfängt, wird durch die Erweiterungssteuerung 32 eine in 15C dargestellte Abtrennungsroutine 460 ausgeführt. Gemäß 15C wird in Schritt 462 die von der Hauptssteuerung 20 empfangen. Abtrennungsmeldung decodiert, um die physikalische Adresse des vom Netzwerk 30 abzutrennenden Adapters 40 zu bestimmen. In Schritt 464 wird die physikalische Adresse untersucht, um festzustellen, ob der abzutrennende Adapter 40 eins lokale Vorrichtung der Erweiterungssteuerung 32 ist. Wenn der Adapter 40 keine lokale Vorrichtung der Erweiterungssteuerung 32 ist, wird keine weitere Verarbeitung ausgeführt. Wenn der Adapter 40 eine lokale Vorrichtung der Erweiterungssteuerung 32 ist, verzweigt sich das Programm zu Schritt 466, wo ein Sperrsignal über eine der Leitungen 134 an die Netzknotensteuerung 34 übertragen wird, die dem abzutrennenden Adapter 40 zugeordnet ist, wodurch der Adapter 40 auf die vorstehend beschriebene Weise vom Netzwerk 30 abgetrennt wird.
Arbeits- oder Funktionsweise der Netzknotensteuerugen
Die Grundfunktion der Netzknotensteuerungen 34 besteht darin, die Adapter 40 (wenn eine Netzknotensteuerung 34 die Muttersteuerung eines Adapters 40 ist) und die Erweiterungssteuerungen 32 (wenn eine Netzknotensteuerung 34 die Muttersteuerung einer Erweiterungssteuerung 32 ist) mit dem Netzwerk 30 zu verbinden bzw. davon abzutrennen. Die Verbindungs- oder Abtrennungsoperation wird gemäß einem Freigabe- oder einem Sperrsignal ausgeführt, das von der Hauptsteuerung 20 oder von einer Erweiterungssteuerung 32 empfangen wird, die der Netzknotensteuerung 34 zugeordnet ist, wie vorstehend beschrieben. Außerdem fordert jede Netzknotensteuerung 34 ihre zugeordnete Vorrichtung 32 oder 40 auf, sich periodisch anzumelden. Wenn die Verrichtung 32 oder 40 sich nicht durch einen geeigneten Anmeldungscode anmeldet, trennt die Netzknotensteuerung 34 die Vorrichtung 32 oder 34 vom Netzwerk 30.
16A zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch jede der Netzknotensteuerungen 34 ausgeführten Netzknotenroutine 470. Die Routine 470 wird nach Empfang eines Anmeldungscodes ausgeführt, der durch die Netzknotensteuerung 34 von der zugeordneten Vorrichtung 32 oder 40 empfangen wird. Gemäß 16A wird in Schritt 472, wenn der von der Vorrichtung 32 oder 40 empfangene Code ungültig ist, keine weitere Verarbeitung ausgeführt, und die Routine wird beendet. Der Anmeldungscode kann die durch den Codegenerator 144 (11) der Netzknotensteuerung 34 festgelegte physikalische Adresse sein. Um festzustellen, ob der Code gültig ist, kann die Netzknotensteuerung 34 den empfangenen Code mit einem vorgegebenen Code vergleichen, um festzustellen, ob er mit diesem übereinstimmt.
Wenn der Anmeldungscode gültig war, verzweigt sich das Programm zu Schritt 474, wo ein Zeitsperren-Zeitgeber gestartet wird. Der Zeitsperrenzähler zählt die vorgegebene Zeitdauer, innerhalb der die Vorrichtung 32 oder 40 einen gültigen Anmeldungscode übertragen muß. In Schritt 476 überträgt die Netzknotensteuerung 34 die durch den Codegenerator 144 erzeugte physikalische Adresse an den Adapter 40. In Schritt 478 verbindet die Netzknotensteuerung 34 die Vorrichtung 32 oder 40 mit dem Datenbus 152 (11) durch Übertragen eines Signals an den Schalter 150, durch das veranlaßt wird, daß er geschlossen wird (oder geschlossen bleibt, wenn er bereits geschlossen war).
in Schritt 480 führt die Netzknotensteuerung 34, wenn auf der mit der Netzknotensteuerung 34 verbundenen Leitung 134 das Freigabesignal vorhanden ist, der Vorrichtung 32 oder 40 durch Übertragen von Signalen an die Schalter 154, 158 (11), durch die veranlaßt wird, daß sie geschlossen werden (oder geschlossen bleiben, wenn sie bereits geschlossen waren), die volle Leistung zu.
Wenn in Schritt 480 festgestellt wurde, daß das Freigabesignal nicht vorhanden war, verzweigt sich das Programm zu Schritt 484, wo die Vorrichtung 32 oder 40 durch Öffnen des Schalters 150 vom Datenbus 152 abgetrennt wird, und zu Schritt 484, wo die Vorrichtung 32 oder 40 durch öffnen der Schalter 154, 158 von den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b abgetrennt wird.
Wenn die Vorrichtung 32 oder 40 innerhalb der Zeitsperrenperiode keinen gültigen Anmeldungscode an die Netzknotensteuerung 34 überträgt, wird durch die Netzknotensteuerung 34 eine in 16B dargestellte Zeitsperrenroutine 490 ausgeführt. Gemäß 16B wird die Vorrichtung 32 oder 4b in Schritt 492 durch öffnen des Schalters 150 vom Datenbus 152 getrennt, und in Schritt 494 wird die Vorrichtung 32 oder 40 durch öffnen der Schalter 154, 158 von den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b getrennt.
Arbeitsweise der Adapter
Die Adapter 40 führen mehrere Funktionen aus, sie empfangen z. B. von der Hauptsteuerung 20 übertragene Konfigurations- und Steuermeldungen, Sonsormeldungen, die numerische Werte erfaßter Zustände enthalten, z. B. Durchflußraten, und/oder übertragen Sensormeldungen über das Netzwerk 30. Diese Funktionen werden nachstehend beschrieben.
17A zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch die Steuerung 180 jedes Adapters 40 ausgeführten Startroutine 520. Gemäß 17A führt der Adapter 40 in Schritt 522 mehrere interne Eigentests oder -diagnosen aus, z. B. Tests eines internen RAM-Speichers und eines internen ROM-Speichers. In Schritt 524 verzweigt sich das Programm, wenn die Tests erfolgreich waren, zu Schritt 526, wo die Verbindung des Adapters 40 mit dem Datenbus 152 geprüft wird, indem eine Meldung auf dem Datenbus 152 übertragen wird und die übertragene Meldung gleichzeitig vom Datenbus 152 empfangen wird, um festzustellen, ob die Meldung tatsächlich übertragen wurde.
In Schritt 528 verzweigt sich des Programm, wenn der Datenbustest erfolgreich war, zu Schritt 530, wo der Adapter 40 damit beginnt, einen Anmeldungscode periodisch über die Leitung 141 an seine Mutterknotensteuerung 34 zu übertragen. In Schritt 532 wartet der Adapter 40 darauf, daß seine physikalische Adresse von seiner Mutternetzknotensteuerung 34 an ihn übertragen wird. In Schritt 534 wird, wenn in den Schritten 522 und 526 nicht alle Tests erfolgreich waren bzw. bestanden wurden, eine Fehlermeldung über das Netzwerk 30 übertragen. Die Fehlermeldung enthält die physkalische Adresse des Adapters 40 und einen Binärcode, der anzeigt, welcher Test bzw. welche Tests nicht erfolgreich waren.
Wenn alle Tests erfolgreich waren bzw. bestanden wurden, verzweigt sich das Programm zu Schritt 538, wo eine Inbetriebnahmeanforderungsmeldung, die die physikalische Adresse des Adapters 40 enthält, codiert und über das Netzwerk 30 übertragen wird. In Schritt 540 wartet das Programm, bis eine Inbetriebnahmeerlaubnismeldung von der Hauptsteuerung 20 empfangen wird, und dann wartet das Programm in Schritt 542, bis dem Adapter 40 über die Stromversorgungsleitungen 120a, 120b seiner Mutternetzknotensteuerung 34 die volle Leistung zugewiesen wird. Wenn die volle Leistung zugewiesen wird, verzweigt sich das Programm zu Schritt 544, wo der Adapter 40 die Spannungen auf den Stromversorgungsleitungen 120a, 120b und den durch sie bereitgestellten Strom mißt, um sicherzustellen, daß die Werte innerhalb der Spezifikation liegen. In Schritt 546 verzweigt sich das Programm, wenn die Spannungsmeßwerte nicht innerhalb der Spezifikation liegen, zu Schritt 536, wo eine diesbezügliche Meldung über des Netzwerk 30 an die Hauptsteuerung 20 übertragen wird.
Während des Betriebs kann ein Adapter 40 Steuer- oder Konfigurationsmeldungen von der Hauptsteuerung 20 über das Netzwerk empfangen. 17B zeigt ein Ablaufdiagramm einer Empfangsroutine 550, die ausgeführt wird, wenn der Adapter 40 eine Meldung empfängt. Gemäß 17B wird in Schritt 552 die Meldung decodiert, um den in der Meldung enthaltenen Steuerbefehl zu bestimmen, und in Schritt 554 überträgt der Adapter 40 ein Steuersignal (über eine oder mehrere der Datenleitungen 192 in 12) an die damit verbundene Perfusionsvorrichtung 50.
Während des Betriebs kann ein Adapter 40 ein Alarmsignal über die Datenleitungen 192 von der Perfusionsvorrichtung 50 empfangen. Wenn ein solches Alarmsignal empfangen wird, wird durch den Adapter 40 eine in 17C dargestellte Alarmroutine 560 ausgeführt. Gemäß 17C wird in Schritt 562 eine Alarmmeldung mit der logischen Adresse der Perfusionsvorrichtung 50, die den Alarm erzeugt hat, und mit dem Alarmtyp codiert, und in Schritt 564 wird die Alarmmeldung über das Netzwerk 30 an die Hauptsteuerung 20 übertragen.
Während des Betriebs liest jeder Adapter 40, der mit einer Perfusionsvorrichtung 50, z. B. mit einem Durchflußsensor, verbunden ist, der ein Sensorsignal erzeugt, periodisch die numerischen Werte des Sensorsignals über eine der Leitungen 152. Die Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Ablesungen des Sensorsignals kann während des vorstehend beschriebenen Konfigurationsprozesses festgelegt werden. 17D zeigt ein Ablaufdiagramm einer Erfassungsroutine 570, die zu dem Zeitpunkt ausgeführt wird, an dem der Wert des Sensorsignals gelesen wird. Gemäß 17D wird in Schritt 572 das Sensorsignal über eine der Datenleitungen 152 gelesen. In Schritt 574 wird der numerische Wert des Sensorsignals zusammen mit der logischen Adresse der Perfusionsvorrichtung 50, die das Sensorsignal erzeugt hat, in eine Meldung codiert. In Schritt 575 wird diese Meldung dann über des Netzwerk 30 an alle mit dem Netzwerk 30 verbundenen Vorrichtungen übertragen.
Wie vorstehend beschrieben, kann jeder mit dem Netzwerk 30 verbundene. Adapter 40 eine Meldungsunterscheidungsschaltung aufweisen, die dazu verwendet wird, Meldungen nur von einer Untergruppe der mit dem Netzwerk 30 verbundenen Vorrichtungn zu empfangen. Wenn die Sensormeldung in Schritt 576 übertragen wird, sind die einzigen Vorrichtungen, die diese Meldung empfangen, die Hauptsteuerung 20 (die alle über das Netzwerk 30 übertragenen Meldungen empfangen kann) und die bestimmte Perfusionsvorrichtung 50, die gerade basierend auf dem in der Sensormeldung codierten Wert des Sensorsignals gesteuert wird.
Die Adapter können vorstehend nicht beschriebene weitere Funktionen aufweisen. Außerdem muß die elektrische Leistung nicht von einer einzigen in der Hauptsteuerung 20 angeordneten Stromversorgung über das Netzwerk verteilt werden, sondern kann stattdessen von mehreren Stromversorgungen verteilt werden, z. B. von einer in jeder der Netzwerkerweiterungen angeordneten Stromversorgung.
Unter Bezug auf die vorstehende Beschreibung sind für Fachleute mehrere weitere Modifikationen und alternative Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich, so daß die vorstehende Beschreibung nur als illustratives Beispiel aufgefaßt werden sollte und Fachleuten aufzeigen sollte, wie die Erfindung, am besten ausgeführt werden kann. Die Details der Struktur können innerhalb des Umfangs der Erfindung wesentlich variiert werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen, und die ausschließliche Benutzung aller in dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallenden Modifikationen bleibt vorbehalten.

Claims

Medizinisches Perfusionssystem zur Verwendung in Verbindung mit der medizinischen Behandlung eines Patienten, mit: einer ersten Perfusionsvorrichtung (50), die von einem ersten Typ ist und die eine Blutpumpe (50c oder 50g) aufweist, die dazu geeignet ist, Blut durch eine mit dem Patienten verbundene Fluidleitung zu pumpen; einer zweiten Perfusionsvorrichtung (50), die von einem zweiten Typ ist und die dazu geeignet ist, einen Zustand zu erfassen und ein mit dem Zustand in Beziehung stehendes Sensorsignal zu erzeugen; wobei das Perfusionssystem in verschiedene Konfigurationen versetzt werden kann, die verschiedenen medizinischen Behandlungen zugeordnet sind; einer Steuerungseinrichtung, die betrieblich mit der ersten und der zweiten Perfusionsvorrichtung (50) verbunden ist, wobei die Steuerungseinrichtung eine Eingabeeinrichtung zum Empfangen von mit der ersten und der zweiten Perfusionsvorrichtung (50) in Beziehung stehenden Steuerbefehlen von einer Bedienungsperson aufweist; einer Anzeigeeinrichtung (114) zum Erzeugen von sich auf das Perfusionssystem beziehenden Sichtanzeigen; einer mit der Anzeigeeinrichtung (114) gekoppelten Einrichtung zum Erzeugen von einem Perfusionsschaltungsbild (232, 248), wobei das Perfusionsschaltungsbild (232, 248) ein Bild von jeder der Perfusionsvorrichtungen (50) und ein Bild einer Fluidleitung aufweist und einer ausgewählten Konfiguration des Perfusionssystems entspricht; und einer Einrichtung zum Auswählen und Darstellen einer von mehreren Konfigurationsoptionen für das Perfusionssystem, wobei die Konfigurationsoptionen ein Hinzufügen einer Perfusionsvorrichtung, ein Konfigurieren einer Perfusionsvorrichtung und ein Darstellen von Daten für die Perfusionsvorrichtungen sind, und wobei nach dem Hinzufügen einer Perfusionsvorrichtung ein Bild der Perfusionsvorrichtung an einer gewählten Position im Perfusionsschaltungsbild dargestellt wird.
System nach Anspruch 1, wobei das System ferner aufweist: ein Datenkommunikationsnetz zum wirkungsmäßigen Verbinden der Perfusionsvorrichtungen, wobei das Datenkommunikationsnetz eine Datenkommunikationsleitung aufweist, die mit jeder der Perfusionsvorrichtungen gekoppelt ist, und eine Einrichtung zum Übertragen von Meldungen in Form digitaler Datenpakete zwischen den Perfusionsvorrichtungen über das Datenkommunikationsnetz, wobei die Steuerungseinrichtung mit den Perfusionsvorrichtungen über das Datenkommunikationsnetz betrieblich verbunden ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Einrichtung zum Übertragen von Meldungen aufweist: eine Einrichtung, die eine Meldung erzeugt, die einen Steuerbefehl für die Blutpumpe (50c oder 50g) enthält; und eine Einrichtung, die eine Meldung erzeugt, die Daten bezüglich des Zustandes enthält.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Perfusionsschaltungsbildes (232, 248) aufweist: eine Einrichtung (104) zum Speichern mehrerer Perfusionsschaltungsbilder, wobei jedes der Perfusionsschaltungsbilder ein Bild einer Fluidleitung aufweist; eine Einrichtung, die ermöglicht, dass eines der Perfusionsschaltungsbilder zum Anzeigen auf der Anzeigeeinrichtung (114) ausgewählt werden kann.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Perfusionsschaltungsbildes (232, 248) aufweist: eine Einrichtung zum Speichern eines Perfusionsschaltungsbild es (232, 248), welches mehrere Anschlußpunkte aufweist, an denen sich ein Bild einer Perfusionsvorrichtung befinden kann; und eine Einrichtung, die ermöglicht, ein Bild einer Perfusionsvorrichtung zum Anordnen an einem der Anschlußpunkte auszuwählen.