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Schaltungsanordnung für die digitale Gasmischung und Gas-
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dosierung Anwendungsgebiet der Erfindung: Die Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung für die digitale Gasmischung und Gasdosierung eines Beatmungsgasgemisches
von 02 und Luft bzw. N20 mittels pneumatischer und elektrischer Bauelemente. Mit
dieser Schaltungsanordung ist eine Realisierung vieler Beatmungsarten möglich.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Es ist ein Beatmungsgerät
bekannt, das eine elektronische Steuerung besitzt, die eine aus Schieberegistern
bestehende Zeitfolgesteuerung ist, die mit peripheren Baugruppen zur Steuerung des
Volumen- und Druckverlaufes im Beatmungsprozeß ausgestattet ist und daß zur Steuerung
der Beatmungsarten mit optimaler Gestaltungsmöglichkeit der Beatmungscharakteristik
die Schieberegister so angeordnet sind, daß beliebige Verhältnisse der sich ergebenden
Beatmungsperiodenabschnitte und durch Verbindung mit Strom- und Wegeventilen Beatmungsverläufe
gestaltbar sind (DD-WP A 61 M/235 774 4). Bei diesem Gerät ist es nur möglich, den
Volumen- und Druckverlauf des Beatmungsgases
zu steuern. Die Gaszusammensetzung
(Dosierung) kann nicht beeinflußt werden.
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Bei einem Gasmischer mit automatischem Differenzdruckausgleich werden
Beatmungsgemische mittels eines membrangesteuerten Regelsystems hergestellt, wobei
die gewiinschte 02-Eonzentration an einem Drehknopf einzustellen ist. Der Gasmischer
weist Druckregler aus, deren Gaszuführungsleitungen einerseits über Membranventile
und Durchflußkammern mit dem Mischerausgang und andererseits über Zweigleitungen
mit Gegendruckkammern verbunden sind (DD-lP A 61 M/248 143 4).
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Der Gasmischer kann durch seinen konstruktiven Aufbau nur eine Mischung
des Beatmungsgases realisieren. Eine gleichzeitige Gasdosierung ist nicht möglich.
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Ziel der Erfindung: Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, die qualitativ und quantitativ variable Beatmungsmuster realisiert
und umfassend und Stabil kalibriert eine Atemgaszusammensetzung und eine Gasdosierung
ermöglicht.
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Darlegung des Wesens der Erfindung: Es ist Aufgabe der Erfindung,
eine Schaltungsanordnung für die digitale Gasmischung und Gasdosierung zu entwickeln,
die eine Verwendung gleicher Bauteile sowohl für die Gasmischung als auch fur die
Gasdosierung in kalibrierter Form realisiert.
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ErSindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich zur Digitalisierung
der Gasmischung ein Mischgasstroin aus 1 ... n abgestuften Teilgasströmen unterschiedlicher
bzw verschiedener Gasarten entsprechend der angestrebten Mischung zusammensetzt
und durch eine anschließende Digitalisierung der Gasdosierung ein Gesaintgasstrom
durch die wahlweise Inanspruchnahme von 1 ... n unterschiedlichen Teilgasströmen
des Mischgasstromes entsteht, wobei die Teilgasströme durch Dosierdrosseln mit davor
angeordneten elektrisch gestellten Wegeven
tilen, die ihre Signale
von einem Rechner und einer Programmwahl erhalten, realisiert werden. Die zur Gasmischung
aufeinander abgestuften Dosierdrosseln können parallel zueinander geschaltet sein
und jede Dosierdrossel kann über ein oder mehrere Wegeventile mit einem Gasstrom,
bestehend aus 1 ... n Teilgasströmen, verbunden sein.
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Bs ist zweckmäßig, daß die Wegeventile für den einen Gasstrom und
die Wegeventile für den anderen Gasstrom parallel zueinander geschaltet sind. Die
zur Gasdosierung aufeinander abgestuften Dosierdrosseln sind zueinander parallel
geschaltet und können über ein Wegeventil wahlweise mit den Dosierdrosseln für die
Gasmischung verbunden sein. Die Dosierdrosseln für die Gasdosierung können entsprechend
den Forderungen einen Gesamtgasstrom abgeben. Ein Rechner ist einerseits mit den
Wegeventilen für die Gasmischung und Gasdosierung und andererseits mit einer Programmwahl
verbunden.
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Ausführungsbeispiel: Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaß#en
Lösung soll anhand von einer Zeichnung und von zwei Tabellen näher erläutert werden.
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Gemäß der Zeichnung sind die zur Gasmischung aufeinander abgestuften
Dosierdrosseln 1, 2 und 3 zueinander parallel geschaltet, wobei die Dosierdrossel
n einerseits über ein Wegeventil 4 mit einem Gasstrom 5 und andererseits über ein
Wegeventil 6 mit einem Gasstrom 7, die Dosierdrossel 2 einerseits über ein Wegeventil
8 mit dem Gas strom 5 und andererseits über ein Wegeventil 9 mit dem Gasstrom 7
und die Dosierdrossel 3 einerseits über ein Wegeventil 10 mit dem Gasstrom 5 und
andererseits über ein Wegeventil 11 mit dem Gasstrom 7 verbunden ist. Die Wegeventile
4, 8 und 10 und die Wegeventile 6, 9 und 11 sind parallel zueinander geschaltet.
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Die zur Gasdosierung aufeinander abgestuften Dosierdrosseln 12, 13
und 14 sind zueinander parallel geschaltet, wobei die Dosierdrossel 12 über ein
Wegeventil 15, die Dosierdrossel 13
über ein Wegeventil 16 und die
Dosierdrossel 14 über ein Wegeventil 17 wahlweise mit den Dosierdrosseln 1, 2 und
3 verbunden sind. Die Dosierdrosseln 12, 13 und 14 werden wahlweise nach einem Programm
von dem Mischgasstrom durchströmt und geben einen Gesamtgasstrom 18 ab. Ein Rechner
19 ist einerseits mit den Wegeventilen 4, 6, 8, 9, 10, 11, 15, 16 und 17 und andererseits
mit einer Programmwahl 20 verbunden.
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Die Dosierdrosseln 1, 2 und 3 sind in Reihe zu den Dosierdrosseln
12, 13, 14 geschaltet.
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Entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis werden über die Programmwahl
20 und den Rechner 19 die Wegeventile 4, 8, 10 und 6, 9, 11 so gesteuert, daß der
Gasstrom 5 und/oder der Gasstrom 7 über die Wegeventile zu den aufeinander abgestuften
Dosierdrosseln 1, 2, 3 strömt. Die Drosselkennzahlen der Dosierdrosseln 1, 2 und
3 können in Abhängigkeit vom Medium und dem Vordruck beliebig gewählt werden.
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Beispielsweise kann die Dosierdrossel 1 eine Drosselkennzahl 1, die
Dosierdrossel 2 eine Drosselkennzahl 2 und die Dosierdrossel 3 eine Drosselkennzahl
4 aufweisen. Bei einer entsprechenden Belegung nach Tabelle 1 kann bei zwei Gasströmen
5 und 7 und bei drei Dosierdrosseln 1, 2, 3 eine aohtstufige Mischung realisiert
werden.
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Tabelle 1: Gasmischung Drossel Verhältnis 1 2 3 7 7 # 0:? v v 7 1:6
7 Y V 2:5 # # 7 3:4 v V 4:3 v : v 5:2 7 # v 6 : 1 7 : 0
tabelle
1 soll an zwei Beispielen näher erläutert werden.
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Sind die Wegeventile 6, 9 und 11 gesperrt und die Wegeventile 4, 8
und 10 geöffnet, setzt sich der Mischgasstrom aus drei Teilgasströmen des Gasstromes
5 zusammen. Es entsteht ein Mischungsverhältnis von 02 und Luft bzw. N20 von 0 :
7. Sind die Wegeventile 4, 9 und 11 gesperrt, setzt sich der Mischgasstrom aus einem
Teilgasstrom des Gasstromes 7 und zwei Teilgasströmen des Gasstromes 5 zusammen
und es entsteht ein A schungsverhältnis von 1 : 6.
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Zur Gasdosierung werden die Wegeventile 15, 16 und 17 entsprechend
einer gewünschten Programmwahl 20 durch den Rechner 19 gesteuert. Die Dosierdrosseln
12, 13 und 14 sind im Durchfluß abgestuft, wobei beispielsweise die Dosierdrossel
12 eine Drosselkennzahl 200 ml/s, die Dosierdrossel 13 eine Drosselkennzahl 400
ml/s und die Dosierdrossel 14 eine Drosselkennzahl 800 ml/s aufweist. Bei einer
Belegung nach Tabelle 2 ergibt sich eine sieben-stufige Aufteilung des angestrebten
Bereiches. Die Dosierdrosseln für die Gasdosierung können beliebig in ihren Drosselkennzahlen
variiert werden.
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Tabelle 2: Gasdosierung Drossel Durchfluß 12 13 14 ml/e V - - 200
V t - 400 t Mt - 600 - - t 800 fJ - # 1000 \t 1200 # # # 1400 Gemäß Tabelle 2 sind
im ersten Beispiel die Wegeventile 16 und 17 gesperrt, so daß der Mischgasstrom
über das Wegeventil 15
zu der Dosierdrossel 12 strömt. Es entsteht
ein Gesamtgasstrom 18 mit einem Betrag von 200 ml/s. Sind die Wegeventile 15 und
17 gesperrt, strömt der Mischgasstrom über das Wegeventil 16 zu der Dosierdrossel
13 und es entsteht ein Gesamtgasstrom 18 mit einem Betrag von 400 ml/s.
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Die Anzahl der Dosierdrosseln für die Gasmischung kann beliebig erhöht
werden, wenn eine höhere Anzahl von Mischungsverhältnissen für die Beatmung benötigt
wird. Ebenso kann die Anzahl der Dosierdrosseln für die Gasdosierung erhöht werden,
um eine höhere Konzentration des Beatmungsgases zu realisieren.
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Durch die Schaltungsanordnung ist es möglich, verschiedæne Atem- bzw.
Beatmungsmuster mit einer qualitativen und quantitativen Vorwahl durch eine Zuordnung
entsprechender Dosier-und Mischalgorithmen innerhalb der Beatmungsperiode zu realiseren,
Aufstellung
der verwendeten Bezugszeichen: 1 Dosierdrossel 2 Dosierdrossel 3 Dosierdrossel 4
Wegeventil 5 Teilgasstrom 6 Wegeventil 7 Teilgasstrom 8 Wegeventil 9 Wegeventil
10 Wegeventil 11 Wegeventil 12 Dosierdrossel 13 Dosierdrossel 14 Dosierdrossel 15
Wegeventil 16 Wegeventil 17 Wegeventil 18 Gesamtgasstrom 19 Rechner 20 Programmwahl
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