Przedmiotem wynalazku jest czasowy uklad ste¬ rujacy naprzemienna, podcisnieniowa i nadcisnie- niowa wentylacja pluc stosowana jako jedna z form terapii w przypadkach wystepowania niewy¬ dolnosci ukladu oddechowego chorego, a w szcze¬ gólnosci u przedwczesnie urodzonych dzieci cier¬ piacych na niedodme.Naprzemienna kontrolowana wentylacja pluc po¬ lega na polaczeniu dwóch zabiegów: cyklicznego podawania tlenu lub powietrza wzbogaconego tlenem pod' pewnym nadcisnieniem a takze cy¬ klicznego wyjtwarzania podcisnienia wokól klatki piersiowej chorego. Oba zabiegi musza byc z soba scisle zsynchronizowane, aby mozna je bylo razem stosowac i funkcje te spelnia uklad sterujacy.Znany jest czasowy uklad sterujacy zapewnia¬ jacy uzyskanie wymaganych przebiegów cisnien przez mechaniczne sterowanie mikroprzelaczników, które z kolei steruja praca zastawki wdechowej oraz zaworu laczacego inkubator ze zródlem pod¬ cisnienia, bedacymi zaworami elektromagnetycz¬ nymi. Uklad ten sklada sie z 12-pozycyjnego, obra¬ cajacego sie przelacznika krzywkowego, którego krzywiki moga byc indywidualnie ustawione w za¬ leznosci od wymaganego stosunku czasu wlaczenia do czasu wylaczenia zaworów elektromagnetycz¬ nych. Krzywki ^napedzane sa przez silnik o zmien¬ nej predkosci — do maksymalnej wynoszacej 80 obr/min. Mikroprzelaazndki sa polaczone w pary, zatem istnieje mozliwosc wyboru jednego z szes- 10 20 25 ciu poloizen krzywek do sterowania, obydwoma zaworami elektromagnetycznymi. Taka jest tez ilosc programów sterowania nimi. Predkosc obro¬ towa silnika napedzajacego krzywki jest regulo¬ wana za pomoca osobnego urzadzenia sterujacego, aby zapewnic stabilnosc czestotliwosci wentylacji.Z uwagi na uzycie tlenu w obwodzie wentylacji nadcisnieniewej .zaistniala koniecznosc wprowadze¬ nia szeregu zabezpieczen do ukladu, a mianowicie: oddzielono elementy elektryczne nie majace bez¬ posredniej stycznosci z tlenem za posrednictwem specjalnych przegród1, specjalnie zaprojektowano zawór elektromagnetyczny do pracy z' tlenem, a takze .zainstalowano wentylator zabeizpieczajacy przed powolnym wzrostem koncentracji tlenu w ukladzie sterujacym.Z uwagi -na swe przeznaczenie uklad1 sterujacy naprzemienna, kontrolowana wentylacja pluc musi odznaczac sie wysoka niezawodnoscia dzialania.Ceche te trudno jest osiagnac w ukladach posia¬ dajacych mechanizmy o duzej ilosci ruchowych czesci, bowiem ich zuzycie w czasie pracy jest glówna przyczyna zawodnej pracy calych ukladów.Z, punktu widzenia niezawodnosci podstawowa wada przedstawionego przykladowo rozwiazania ukladu sterujacego jest zbyt duza ilosc ruchomych czesci w nim wystepujacych. Bowiem, zadaniem omawianego ukladu sterujacego jes ciagla i dlugotrwala praca, co pociaga za soba duza ilosc przelaczen poszczególnych ruchomych 114 1833 114 183 4 l czesci i mechanizmów, a zatem szybkie ich zu¬ zycie.Znany jest tez uklad sterujacy kontrolowana wentylacja pluc bedacy przedmiotem zgloszenia patentowego nr P-il7fl 2611. Zbudowany jest on z elementów strumieniowych i zawiera uklad1 logicz¬ ny polaczony z licznikiem dwójkowo-dziesieitnym, zadajnikiem kodu dwójkowego i trickiem pamieci.Uklad ten charakteryzuje wysoka niezawodnosc dzialania, jednak jego zastosowanie ogranicza sie jedynie do prowadzenia wentylacji nadcisnienio- wej.Istota wynalazku polega na tym, ze w ukladzie V stfinHiyiSI)1 wyjscie poszczególnych stopni licznika ] Act^^awoydziesi^tnego polaczone sa jednoczesnie z wejsciami dwjóch ukladów logicznych, których pozostale wejscia polaczone sa z, wyjsciami zadaj- 'rUKtfW kodu dwójkowego. Wyjscie ostatniego stop- ¦L nia^licznife.dw^jkowo^izaesiejtnego polaczone jest z wejsciami jedynkujacymd diwóch elementów pa¬ mieci, a wyjscia^ ukladów logicznych polaczone sa z wejsciami zerujacymi elementów pamieci, któ¬ rych wyjscie, jedno wprost, a drugie zanegowane, polaczone sa z wejsciami logicznego elementu ko¬ niunkcji, przy czym wyjscie wprost elementu pa¬ mieci polaczone jest najlepiej za posrednictwem czlonu opóznienia czasowego z wejsciem logicz¬ nego elementu koniunkcji.Czasowy uklad! sterujacy wedlug wynalazku mo¬ ze byc zrealizowany technicznie za pomoca dowol¬ nych elementów logicznych bez czesci ruchomych, na przyklad elementów strumieniowych, lub elek¬ tronicznych. Czasowy uklad sterujacy wedlug wy¬ nalazku z uwagi na brak czesci ruchomych charak¬ teryzuje sie wysoka niezawodnoscia, jego struktu¬ ra zapewnia niezaleznosc nastaw parametrów cza¬ sowych kontrolowanej wentylacji-, a. takze nieza¬ leznosc ich wartosci od parametrów ukladu odde¬ chowego pacjenta* Zastosowanie w ukladizie steru¬ jacym generatora o stabilnej czestotliwosci i po¬ wtarzalnych jej nastawach umozliwia uzyskanie dokladnych i powtarzalnych nastaw parametrów czasojirjgeli — czestotliwosci wentylacji i czasów w$pgg£^cji nadcisnieniowej i podcisnieniowej.-Przedmiot wynalazku zostanie dokladniej omó¬ wiony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia uklad polaczen respiratora, fig. 2 wy¬ magane podczas terapii przebiegi cisnien a f::g., 3 schemat u&adu sterujacego.Podczas terapii dziecko umieszczone jest po szjrjg w &*kufoaitorze, który polaczony jest ze zród¬ lem podcisnienia za posrednictwem) zaworu Zs i opornika R* Usta dziecka polaczone sa ze zród¬ lem nadcisnienia tlenu, powietrza lub powietrza wzbogaconego tlenem i z atmosfera za posrednic¬ twem izastawki wydechowej Zx i opornika Rf Ze zródla owicisnienaa gaz wyplywa w sposób ciagly i tóerowany jest do pluc dziecka, gdy zastawka wydechowa Zx jest zamknieta, lub przez opornik Mi do atmosfery, gdy zastawka wydechowa Z2 jest otwarta. Zródlo podcisnienia wytwarza w inku¬ batorze podcisniende — o wartosci nastawionej za pomoca opornika R* gdy zawór Z2 jest otwarty, a jego zamkniecie powoduje polaczenie zródla pod<- 10 cisnienia z atmosfera. Otwieraniem i zamykaniem zastawki wydechowej Zt i zaworu Z2 steruje cza¬ sowy uklad sterujacy.Figura 2 przedstawia wymagane w terapii prze¬ biegi czasowe cisnien: cisnienia mierzonego na po¬ ziomie ust dziecka pn i cisnienia, w inkubatorze pp.Jak z tych przebiegów wynika cisnienie pn zaczy¬ na wzrastac, gdy cisnienie pp zanika, a; cykliczne zmiany obu cisnien nastepuja z ta sama czestotli¬ woscia. - Zadaniem czasowego ukladu sterujacego jest ge¬ nerowanie prostokatnych sygnalów Yn i Yp steru¬ jacych zastawka wydechowa Zt i zaworem.Z2, któ¬ rych przebiegi czasowe odpowiadaja przebiegom 15 czasowym cisnien pn i pp. Predkosc narastania i opadania przebiegów cisnien \ p^ i pp moze byc regulowana odpowiednio za pomoca oporników R, Ri i R2. Czasy trwania sygnalów Yn i Yp o war¬ tosci binarnej „1" wyznaczaja czasy otwarcia za- 20 stawki Z2 i zaworu Z2, zatem odpowiadaja fazom wdechu i podcisnienia na przebiegach czasowych cisnien pn i pp, a takze wartosciom czasów tn i tp na przebiegach czasowych sygnalów Yn i Yp. War¬ tosci wymaganych sygnalów tn i tp, czestotliwosci 25 wentylacji f, która wyraza sie odwrotnoscia cyklu y wentylacji T, ustawiane sa w czasowym ukladzie sterujacymi.Czasowy uklad sterujacy zawiera nastepujace glówne podzespoly i elementy: generator impulsów 30 1, stopnie licznika 2a, 2b, 2c, 2d tworzace licznik dwójkow-o-dziesietny, uklady logiczne 3 i 6, za- dajniki kodu dwójkowego 4 i 7, elementy pamieci 5 i 8, czlonu opóznienia czasowego 9 i element logiczny koniunkcji 10. Generator impulsów 1 po- 35 laczony jest z pierwszym stopniem 2a licznika dwójkowo-dziiesietnego, a wyjscia poszczególnych stopni 2a, 2b, 2e i 2d z wejsciami- ukladów logicz¬ nych 3 i 6. Wyjscia zadajnika kodu 4 polaczone sa z wejsciami ukladu logicznego 3, a wyjscia za- 40 dajnika kodu 7 z wejsciami ukladu logicznego 6.Wyjscie ostatniego stopnia 2d licznika; polaczone jest z wejsciami jedynkujacymii elementów pamie¬ ci 5 i 8, a wejscia- zerujace elementów pamieci 5 i 8 odpowiednio z wejsciami ukladów logicznych 45 3 i 6, Wyjscie zanegowane elementu pamieci. 5 polaczone jest z jedinym wejsciem elementu lo¬ gicznego koniunkcji 10, a wyjscie elementu pa¬ mieci 8 za posrednictwem, czlonu opóznienia cza¬ sowego 9 polaczone jest z drugim wejsciem logicz- 51 nego elementu koniunkcji' 10. Dzialanie czasowego ukladu sterujacego wedlug wynalazku jest na¬ stepujace: Impulsy X z generatora 1 zliczone sa przez licz¬ nik zlozony ze stopni 2a, 2b, 2c, 2d i sygnal wyj- 55 sciowy Yj ostatniego stopnia 2d „jedynkuje" ele¬ menty pamieci 5 i & z czestotliwoscia 10-krotnie mniejsza niz czestotliwosc impulsów X. W czasie zliczania impulsów wartosci- binarne sygnalów wyjsciowych Xlf X2t Xj,X4 poszczególnych stopni 00 licznika^ 2a, 2b, 2c, 2d zmieniaja sie w kodzie na¬ turalnym zmieniajac stan wejsc ukladów logicz¬ nych 3 i 6. Stan pozostalych wejsc ukladów lo¬ gicznych a i 0. jest ustalony g*. jMPnoca z^d^pak&W kodu 4 i. 7, których sygnaly ^nfj^ciowe Ma *fr %\* as stanowia sygnaly wejalowe obwiedni* ul^^v5 114183 6 logicznych 3 i 6. Uklady loigiczne 3 i 6 realizuja nastepujace funkcje logiczne: Y2 = (X1 + X6) (X2 + X6) (Xs + X7) (X4 + X8) Y, = C^+^g) (X2 + Xia) ) Zatem dla wybranych kombinacji sygnalów Xs -s- X12, nastawianych za pomoca zadajników kodu- 4 i 7, otrzymuje sie sygnaly wyjsciowe Y2 i Y3 ukladów logicznych 3 i 6 o wartosci- binarnej „1", po okreslonej ilosci zliczonych impulsów X.Sygnaly Y2 i Y3 zeTuja odpowiednio elementy pa¬ mieci 5 i 8. Sygnalem wyjsciowym elementu pa¬ mieci 5 jest sygnal wyjsciowy Yp czasowego ukla¬ du sterujacego, zaitem jego czestotliwosc i czas trwania wyznaczaja odpowiedinio czestotliwosci wentylacji- podcisnieniowej i czas trwania. - fazy podcisnienia tp.Jak stad1 wynika czestotliwosc wentylacji f zmie¬ niona jest przez zmdane czestotliwosci sygnalu wyjsciowego X generatora 1, a czas trwania, fazy podcisnienia tp — za* pomoca zmian kombinacji sygnalów wyjsciowych X5 -r- Xg zadajnifca kodu 4.Analogicznie —" czesAcitliwosc i czas trwania sy¬ gnalu wyjsciowego Y4 elementu pamieci 8 wyzna¬ czaja odpowiednio czestotliwosc wentylacji nad¬ cisnienia — równej czestotliwosci wentylacji pod¬ cisnieniowej jako warunek koniecznej synchroni¬ zacji obu rodzajów wentylacja i sume czasów trwania fazy podcisnienia tp i fazy wdechu tn. Fa¬ za wdechu powinna rozpoczac sie w chwili za¬ konczenia; fazy podcisnienia, zatem istnieje ko¬ niecznosc dalszej wspólnej obróbki sygnalów Yp i Y4. Podajac sygnaly Yp i Y4 na- wejscie logicz¬ nego elementu koniunkcji 10 (tak, ze sygnal Yp wchodzi bezposrednio na jedno wejscie elementu 10, a sygnaly Y^ za posrednictwem czlonu- opóz¬ nienia czasowego 9, na drugie wejscie tego ele- 20 30 35 mentu otrzymujemy .na' wyjsciu elementu koniun- kcji 10 sygnal wyjsciowy Yn czasowego ukladu sterujacego.Czestotliwosc i czas trwania sygnalu Yn wyzna¬ czaja odpowiednio czestotliwosc wentylacji nad- cisnieniowej i czas -trwania, fazy wdechu tn. Zasto¬ sowany w czasowym: ukladzie sterujacym czlon opóznienia czasowego 9 opóznia- przyjscie sygnalu Y4 do elementu 10 wzgledem sygnalu Yp, co zabez¬ piecza przed mozliwoscia pojawienia sie niepoza¬ danych szytolkozmiennych zmian na wyjsciu Yn w chwili rozpoczecia cyklu wentylacji-, a scislej — fazy podcisnienia. 15 Zastrzezenie patentowe Czasowy uklad sterujacy naprzemienna, podcis¬ nieniowa i nadcisnieniowa kontrolowana wentyla¬ cja pluc zawierajacy generator impulsów, licznik dwójkowo-d'ziesietny oraz blok pamieci, znamien¬ ny tym, ze wyjscia poszczególnych stopni licznika diwójkowo-diziesietnego (2a, 2b, 2c, 2d) polaczone sa jednoczesnie z wejsciami dwóch ukladów lo¬ gicznych (3, 6), których pozostale wejscia polaczo¬ ne sa z wyjsciami zadajników kodiu dwójkowego (4, 7), wyjscie ostatniego stopnia, licznika dwój- kowo-dziesietnego (2d) polaczone jest z wejsciami jedynkujacymi dwóch, elementów pamieci (5, 8), a wyjscia- ukladów logicznych (3, 6) polaczone sa z wejsciami zerujacymi elementów pamieci (5, 8), których wyjscia, jedno wprost, a drugie zanegowa¬ ne, polaczone sa z wejsciami logicznego elementu koniunkcji! (10), przy czym wyjscie wprost ele¬ mentu pamieci (8) polaczone jest korzystnie za po¬ srednictwem) czlonu, opóznienia czasowego (9) z wejsciem logicznego elementu koniunkcji (10).ZN ' ' fi/1 [Jp M ^ 'J***—¦"^-"^ ^** ^1* ft :| cus | ¦ ¦ r r 1 -O »«x l- i l£p 1 Fifl.1114 183 faza cykl wdechu .wentylacji a) P n K b) J«Yn j%yp tn JAJ w faza wydtchu w TVl Fig.2 2a 2b 2c 2d X4 U.LJ _L I.L.II P^IO Xi, |X|2 -Z- 3_ Y2 W / \SL ±/ 3. 10 Fig.3 PZGraf. Koszalin D-112 90 egz. A-4 Cena 45 cl PL