HU192252B

HU192252B - Sequential time control for electronidally controlled respiration apparatuses

Info

Publication number: HU192252B
Application number: HU834203A
Authority: HU
Inventors: Frank Steigler; Hans-Juergen Horn
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1987-05-28
Also published as: SE8304927D0; DD225842A3; SE8304927L; SU1496796A1; DE3333133A1; SE460018B

Description

A találmány tárgya időrendi vezérlés elektronikusan vezérelt lélegeztető készülékhez, amely szenzorokat és integrált áramköröket tartalmaz. Az időrendi vezérlés altatóberendezésekhez és terápiás lélegeztető készülékekhez valamint légzésvolumetriás műszerek, nyomás és térfogatmonitorok funkciógenerátoraihoz illeszthető, amelyeknél a légzési frekvenciát és a légzési idő arányokat kalibráltan kell beállítani és egymástól függetlenül kell változtatni tudni.

A 211 221 számú NDK-beli szabadalmi leírás elektronikusan vezérelt lélegeztető készülékekhez alkalmazható időrendi vezérlést ismertet, amely négy, egymástól függetlenül beállítható négybites léptetőregiszterből áll. Ezek a négybites léptetőregiszterek egy-egy négybites előre/hátraszámlálóból és egy bináris-hexadecimális dekódolóból állnak és egy-egy tizenhatpólusú kapcsolóval vannak összekötve. A tizenhatpólusú kapcsoló egyrészt két négypólusú kapcsolón és két hasonló felépítésű hárombites léptetőregiszteren át három flip-floppal és az azokhoz rendelt mágnesszelepekkel, másrészt egy harmadik azonos felépítésű hárombites léptetőregiszterrel áll kapcsolatban. A lélegeztető készülék bekapcsolása után megjelenő tápfeszültség hatására a f_T frekvenciájú órajelimpulzusok a négybites léptetőregiszterek órajelbemeneteire jutnak. Ezzel egyidejűleg a harmadik hárombites léptetőregiszter automatikusan logikai IGEN szintet ad ki A1 kimenetén, miáltal aktiválja az első négybites léptetőregisztert. Az ezt követő első óraimpulzus hatására utóbbi Al kimenetén is logikai IGEN szint jelenik meg és az első négypólusú kapcsolón át átbillenti az első flip-flop-ot, miáltal a flip-flop kimenetére kapcsolt mágnesszelep nyit és megkezdődik a t, belégzési idő. A f_T frekvenciájú órajelimpulzusok ütemében az elrendezés a következő kimenetre kapcsol. Ha a kimenőjel eléri az első tizenhatpólusú kapcsoló által lefoglalt kimenetet, akkor az első flip-flop visszabillen és a harmadik hárombites léptetőregiszteren keresztül aktiválja a második négybites léptetőregisztert.

Ennek az a következménye, hogy az első mágnesszelep kikapcsol és a második flip-flop-on keresztül az annak kimenetére kapcsolt mágnesszelep bekapcsol. Ezzel a t, belégzési idő befejeződik és kezdődik a t₂ belégzési idő. A négybites léptetőregiszterek további működése megegyezik az eddig leírtakkal. A negyedik négybites léptetőregiszter aktiválása révén a második négypólusü kapcsolón át átbillen a harmadik flip-flop és az annak kimenetére kötött mágnesszelep bekapcsol. Ezzel megkezdődik a t₃ kilégzési idő, míg működési ideje lejártával a mágnesszelep újra zár. A t₄ kilégzési idő alatt mind a három mágnesszelep zárt. A t₄ kilégzési idő végén a harmadik hárombites léptetőregiszteren át újraindul az első négybites léptetőregiszter.

A most ismertetett kapcsolási elrendezés ugyan lehetővé teszi, hogy a sokféle lélegeztetési funkciót kielégítő minőségben valósítsuk meg, azonban egyes meghatározott lélegeztetési módokat biztosító készülékek számára túlságosan bonyolult és eszközigényes.

A televízió- és rádiótechnikában az egyes vételi állomások kiválasztására olyan programválasztó áramköröket alkalmaznak, amelyben két hárombites számláló és két bináris-oktális dekódoló tizenhatcsatomás változattá van összekapcsolva. Az említett áramkör mechanikus nyomógombaggregátok helyére történő beillesztésével lényegesen növelhető a készülék kezelési komfortja és megbízhatósága valamint megteremtődik a távvezérlés lehetősége is. A tizenhatcsatornás változatnál a soros és párhuzamos üzem valamint a bekapcsolási prioritás korlátozások nélkül fenntartható.

A találmánnyal célunk olyan időrendi vezérlés létrehozása elektronikusan vezérelt lélegeztető készülékekhez, amely nagy funkcionállis biztonsága és széles körű felhasználhatósága mellett egyszerűen és gazdaságosan gyártható.

A találmánnyal megoldandó feladatot úgy határozhatjuk meg, hogy két egymással párhuzamosan kapcsolt hárombites számlálóból és azokhoz kapcsolódó egy-egy bináris-oktális dekódolóból álló, a televízió- és rádiótechnikában alkalmazott ismert programválasztó áramkört kell az időkövető vezérlőegységben oly módon elhelyeznünk, hogy a légzési frekvencia és a légzési időarány kalibráltan beállítható és egymástól függetlenül változtatható legyen, és amelynek révén az időrendi vezérlés pontossága és reprodukáló képessége nő.

A kitűzött feladatot elektronikusan vezérelt lélegeztető készülékekhez alkalmazható időrendi vezérléssel oldottuk meg, amely a légzési frekvenciát és a légzési időarányt kalibráltan beállító és egymástól függetlenül változtató, televízió- és rádiótechnikából ismert programválasztó áramkörökkel rendelkezik, amelyek két, egymással párhuzamosan kapcsolt, hárombites számlálóból és ezek kimenetére csatlakozó egy-egy bináris-oktális dekódolóból állnak. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy az első programválasztóáramkör mindkét bináris-oktális dekódolójának tizenkét kiválasztott kimenete tizenkétpólusú kapcsolóval van összekötve, amely egyrészt a második programválasztó áramkör hárombites számlálóinak órajelbemeneteivel, másrészt jelvezetéken keresztül az első programválasztó áramkör első hárombites számlálójának 0 bemenetével van összekapcsolva, ‘ovábbá a második programválasztó áramkör mindkét bináris-oktális dekódolójának tizenkét kiválasztott kimenete második tizenkétpólusú kapcsolóval áll összeköttetésben, amely flip-flop R bemenetével van összekapcsolva, továbbá, hogy az első programválasztó áramkör hárombites számlálóinak C órajelbemenetei frekvenciaosztón át négyszögjelgenerátorral vannak összekötve, és a második programválasztó áramkör első bináris-oktális dekódolójának 0 kimenete a flip-flop S bemenetével van összekötve,- míg a flip-flop kimenetére beavatkozószerv van kapcsolva.

A találmány szerinti időrendi vezérlés egy előnyös kiviteli alakja értelmében egy logikai VAGYkapu egyik bemenete a második programválasztó áramkör második bináris-oktális dekódolójának kimenetével másik bemenete differenciálótagon át nyomás-villamosjel átalakító kapcsolójával van

192 252 összekötve, míg kimenete a második programválasztó áramkör első hárombites számlálójának egyik bemenetére csatlakozik.

A találmányt az alábbiakban az 1. ábra alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti időrendi vezérlés példakénti kapcsolási vázlatát tüntettük fel.

Az időrendi vezérlés lényegében két, önmagában ismert programválasztó áramkörből áll, amelyek egyenként két hárombites 1, 2 illetve 3, 4 számlálóból és ezek kimeneteire kapcsolódó két binárisoktális 5, 6 és 7, 8 dekódolóból vannak felépítve. Az említett összekapcsolás soros vezérlést is lehetővé tesz oly módon, hogy a mindenkori második 6, 8 dekódoló csak az első 5, 7 dekódoló után aktiválódik. A hárombites 1, 2 számlálók IC, 2C órajelbemenetére beállítható f_T, frekvenciájú órajelimpulzusok jutnak. Az órajelimpulzusokat 9 négyszögjelgenerátor állítja elő és a jelet a rákövetkező 10 frekvenciaosztó osztja le. A 10 frekvenciaosztó különböző osztásviszonyú kimenetei az eredeti, leosztatlan impulzusokkal együtt négypólusú 11 átkapcsolóra kerülnek, amely a hárombites 1, 2 számlálók IC, 2C órajelbemeneteivel van összekapcsolva.

A bináris-oktális 5, 6 dekódolok tizenkét kimenete tizenkétpólusú 12 kapcsolóra van vezetve, amely egyrészt a második programválasztó áramkör hárombites 3, 4 számlálóinak 3C, 4C órajelbemeneteivel, másrészt 13 jelvezetéken át a hárombites 1 számláló 0 bemenetével van összekötve.

Ha logikai IGEN szintű jel kerül a bináris-oktális 5 vagy 6 dekódolok 12 kapcsoló által lefoglalt valamelyik kimenetére, úgy egy impulzus jut a hárombites 3, 4 számlálók 3C, 4C órajelbemenetére. Ugyanazzal az impulzussal a 13 jelvezetéken át a hárombites 1 számláló és az összekapcsolás révén a hárombites 2 számláló alaphelyzetbe áll vissza. Újbóli ciklus kezdődik, melynek idejét az f_T1 frekvenciájú órajelimpulzus határozza meg. A tizenkétpólusú 12 kapcsoló állásától függően létrejövő légzési frekvenciák a f_T2 frekvenciájú órajelimpulzusok ütemében vezérlik a hárombites 3, 4 számlálókat és a bináris-oktális 7, 8 dekódolókat.

A bináris-oktális 7 dekódoló 7/0 kimenete 14 flip-flop 14S bemenetével van összekötve, míg a bináris-oktális 7, 8 dekódolok tizenkét további kimenete további tizenkétpólusú 15 kapcsolóval van összekötve, amely a 14 flip-flop 14R bemenetére csatlakozik. A bináris-oktális 7 dekódoló kimenetén megjelenő logikai IGEN szintű jel átbillenti a 14 flip-flop-ot, amely a nem ábrázolt beavatkozószervet működteti. Ha a logikai IGEN szintű jel foglalt kimenetre kerül, úgy a 14 flip-flop visszabillen, kimenetén logikai NEM szintű jel jelenik meg és az éppen működő beavatkozószerv kikapcsol.

A bináris-oktális 8 dekódoló 8/7 kimenete logikai 16 VAGY-kapu egyik bemenetével van összekötve. A 16 VAGY-kapu másik bemenetére 17 differenciálótagon át nyomás-villamosjel átalakító 18 kapcsolója csatlakozik. A 16 VAGY-kapu kimenete a hárombites 3 számláló 3/0 bemenetével van összekapcsolva.

Ha a további ciklusok során a logikai IGEN szintű jel a bináris-oktális 8 dekódoló 8/7 kimenetére jut, a 16 VAGY-kapun keresztül a hárombites számláló és az összekapcsolás révén a hárombites számláló alaphelyzetbe áll vissza és a következő f_T2 frekvenciájú órajelimpulzustól kezdve újabb számlálási művelet indul.

A bináris-oktális 7 dekódoló 7/0 kimenetén megjelenő f_T2 frekvenciájú órajelimpulzusainak száma a következő lefoglalt kapcsoló kimenetig a belégzési időtartamot adja meg, míg a lefoglalt kapcsoló kimenettől a bináris-oktális 8 dekódoló utolsó kimenetéig tartó lépésszám a kilégzési időtartamot határozza meg.

Asszisztált lélegeztetés megvalósításához a második programválasztó áramkör hárombites 3, 4 számlálóit a kilégzési fázis azon tetszőleges időpontjához kell visszaállítani, amikor a páciens aszszisztorimpulzust vált ki. Ilyenkor a nyomás-villamosjel átalakító záró 18 kapcsolójának rövididejű zárásakor (az asszisztort a rajzon nem tüntettük fel) a 17 differenciálótagra jutó egyenfeszültségből az egy tűimpulzust állít elő, amely a 16 VAGYkapun át azonnal visszaállítja a hárombites 3, 4 számlálókat.

Az átkapcsolható kimenetű 10 frekvenciaosztó nagyobb és kisebb arányú leosztásokkal egyaránt létrehozható. Olyan lélegeztetési módok megvalósításához, amelyeknél rendkívül hosszú kilégzési fázisokra van szükség, a 11 átkapcsoló a 10 frekvenciaosztó nagyobb arányú osztást megvalósító kimeneteivel van összekötve. Más lélegeztetési módoknál azonban a 10 frekvenciaosztó kisebb osztásarányú kimenetéin megjelenő impulzusokat használjuk fel, amelyek a le nem osztott impulzusokkal együtt különböző frekvenciatartományokat biztosítanak a lélegeztetéshez.

Claims

Szabadalmi igénypontok

l. Időrendi vezérlés elektronikus vezérlésű lélegeztető készülékekhez, amely légzési frekvenciát és légzési időarányt kalibráltan beállító és egymástól függetlenül változtató, televízió- és rádiótechnikából ismert programválasztó áramkörökkel rendelkezik, amelyek két egymással párhuzamosan kapcsolt hárombites számlálóból és azok kimenetére kapcsolódó bináris-oktális dekódolóból állnak, azzal jellemezve, hogy az első programválasztó áramkör bináris-oktális dekódolóinak (5, 6) tizenkét kiválasztott kimenete tizenkétpólusú kapcsolóval (12) van összekötve, amely egyrészt a második programválasztó áramkör hárombites számlálóinak (3, 4) órajelbemeneteivel (3C, 4C), másrészt jelvezetéken (13) át a hárombites számláló (1) bemenetével (0) van összekapcsolva, továbbá a bináris-oktális dekódolok, (7, 8) tizenkét kiválasztott kimenete további tizenkétpólusú kapcsolóval (15) van összekötve, amely flip-flop (14) egyik bemenetével (14R) van összekapcsolva, és a hárombites számlálók (1,2) órajelbemenetei (IC, 2C) frekvenciaosztón (10) át négyszögjelgenerátorral (9) van-31

192 252 nak összekötve, és a bináris-oktális dekódoló (7) kimenete (7/0) a flip-flop (14) másik bemenetével (14S) van. összekapcsolva, amelynek kimenete beavatkozószervvel áll összeköttetésben.
2. Az 1. igénypont szerinti időrendi vezérlés azzal jellemezve, hogy logikai VAGY-kapu (16) egyik bemenete az egyik bináris-oktális dekódoló (8) egyik kimenetével, másik bemenete differenciálótagon (17) át rásegítő lélegeztetés nyomás-villamosjel átalakító záró kapcsolójával (18) van összekötve, míg kimenete a hárombites számláló (3) egyik bemenetére (3/0) van vezetve.