SE446064B - Anordning vid respirator for klinisk anvendning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 s1os77eé2 På samma sätt kan råd eller alarmförhållanden erhållas när vissa :absolutvärden överskrides eller variationer uppstår.

; Kort sagt är möjligheterna för respiratorn, som styrs av mikro- :processorn i praktiken obegränsade liksom dennas styrprogram, vilket lelíminerar den kontinuerliga övervakningen av operatören, såsom 'krävs vid konventionella respiratorer.

Uppfinningen skall nedan förtydligas ytterligare i form av ett utföringsexempel i anslutning till ritningen. _ På ritningen är grenrören 2,3 och 4, som innehåller kvävedí~ oxid, syre resp tryckluft, är försedda med motsvarande tryckström- ställare l8,19a,19b, en handmanövrerad tryckreduceringsanordning 20 förbunden med alla grenrören, vilken reduceringsanordning ger _ ett referenstryck för manövreringen av tryckutjämnaren 21. Denna tryckutjämnare eller trycklikriktare 21, som är pneumatiskt manöv- rerad, såsom tidigare nämnts, garanterar att trycket för de två _ gaser som skall blandas, syrgas och luft eller syrgas och kväve- protoxid är samma.

Trycklikriktaren 21 kommunicerar med blandningskammaren ZZ genom den motsvarande ventilen 23 för att ge luft/N20 och ventilen 24 för att ge 02, vilka ventiler har samma motstånd. Blandnings- kammaren 22 medger homogeniseringen av gasblandningen och tjänar som en reduceringsreserv för variationerna i tryck i tillförseln till inandningsventilen 7. Fyllandet av blandningskammaren 22 styrs av den mycket känsliga dubbla tryckströmställaren 26, som inverkar på olika ventiler i blandaren. Likaså är en säkerhets- ventil 27 inkorporerad, som säkerställer att manövertrycket för blandningskammaren 22 inte i något fall kommer att överskridas. _Dessutom finns en 02-analysator 28 som via ventilen 29 och dess tillhörandestqwning 30 medger provtagandet av gasen, som Tillförseln av proportionerna gas till gasblandningen som skall tillföras till patienten, reglerandet av sammansättningen och trycket därav, sker med hjälp av en gasblandare om utgörs av nämnda ventiler och blandningsavkännaren. Gasblandaren gör luft/ SYT8aS eller SYrg&S/kväve (02/N20) blandningen av de motsvarande gaserna under tryck som när densamma genom grenrören, varvid den utnyttjade processen lämpligen utgöres av styrandet av det rela~ tlva antalet gånger varje gas passerar genom samma fixa motstånd.

I detta ävseende bör det poängteras att ett lämpligt utförande utnyttjar en tidsstyrd blandare som exempelvis finns beskriven i det spanska nyttighetsmönstret 231,608. 10 20 25 30 35 40 8105776-2 Blandníngskammaren tjänar som en gasackumulator, så att för- höjda, momentana flöden åstadkommes utöver medgivandet av gas- blandningens homogeniseríng.

Från blandningskammaren sträcker sig ett grenrör som når ett batteri av ventiler, som utgör inandningsventílanordningen. Denna inandningsventíl innefattar shnstynfingen av servosystemet som reglerar inandningshastigheten för patienten, beroende på signalen som överföres till denna av flödesmätaren och på de momentanvärden som krävs i varje ögonblick. Det praktiska realíserandet av denna inmatnings- eller inandningsventil är såsom nämnts ovan ett batteri av ventiler som är digitalt stegade. Insatt i grenröret som till- .för gasblandningen till patienten finns en flödesavkännare, ett element som permanent avger information till den generella styr- modulen. Denna givare har tvåriktningskaraktär, låg laddningsför- lust och ett snabbt svar.

Utandningsventilen består av en pneumatiskt manövrerad membran- ventil. Valet av det pneumatíska manöversystemet är att föredraga till följd av enkelheten, pålítligheten och den låga vikten.

Den pneumatiska styrningen av utandningen ger de pneumatiska f signalerna för styrning av utandníngsventilen, beroende på de elekt- riska signalerna som erhålles från den generella styrmodulen. Den utnyttjar syrgas eller komprimerad luft som trycklufttillförsel.

Systemet för att mäta patientens tryck utgöres av en tryckav- kännare och en elektriskt styrd trevägsventil, som låter avkännaren periodiskt bringas i förbindelse med den omgivande atmosfären för att automatiskt mäta densamma.

Slutligen föreligger olika element, såsom exempelvis tryck- strömställare, filters och enriktningssäkerhetsventiler, som fungerar som extra mätande, styrande och säkerhetselement.

Med avseende på styrmodulen kan det sägas, att denna övervakar alla systemets element beroende på ingångssigna- lerna så att de erforderliga funktionerna, vilka är inprogrammera- de i minnena däri utföres.

Såsom huvudelement föreligger en åttabitars míkroprocessor för- sedd med sina korresponderande RAM och ROM minnesblock, liksom dess olika anslutna kretsar, såsom utgàngs- ingångsenheter, driv- steg o s v.

Programmen som reglerar och styr manövreríngen av anordningen är strukturerade som klart begränsade funktionsblock, så att skriv- andet av programmen underlättas. Mikroprocessorns flexibilitet ut- 'Jl 10 15 20 40 8105776-2 4 nyttjas i största möjliga grad härigenom och samtidigt bibehålles möjligheterna för att inkludera nya funktioner vid ett senare till- fälle eller anpassandet av de existerande funktionerna till speci- fika behov i speciella tillämpningar.

För införandet i mikroprocessorn av digitala data och styrningar finns ett tangentbord, som i ett föredraget utföríngsexempel av respiratorn innefattar tangenter för tal, tangenter för införandet av parametrar och tangenter för väljandet av olika funktioner.

Mikroprocessorn innefattar olika rutiner för att verifiera parametrar, representera värdet för införda data, bägge med avse- ende på talet och kombinationen därav och för absolutvärdena för de införda digitala datana, omständigheter som minimerar möjlig- heten av felaktigt användande av respiratorn.

Vidare innefattas de respektive representationsprogrammen för representation på en katodstråleskärm för olika informationer, så- väl alfanumeríska som grafiska, vilket underlättar och ger respi- ratorn en stor mângsidighet.

Mikroprocessorns kapacitet för att utföra aritmetiska opera- tioner gör det möjligt att beräkna följande parametrar och variabler: Maximiandningstryck, motstånd, volymkorrigering, utandningstryck, representation av kurvor etc.

Vidare kan respiratorn på skärmen visa de kurvor, som skulle vara resultatet av tillämpandet av nya andningsförhållanden för patienten som behandlas. Denna simulering kan åstadkommas under det att ventilationen eller respirationen fortsätter med de tidigare innehålls i blandníngskammaren 22, analyserandet av denna och där- -igenom verifierandet av den motsvarande funktionen för blandaren.

Mätningen för denna syrgasanalysator 28 kan verifieras och korri- geras genom avstängandet av gaspassagen från blandningskammaren 22 och genom att låta den nödvändiga tiden gå, så att gasen som före- ligger i mätkammaren endast är luft. lnandningsventilen 7 kommunicerar utöver med blandningskamma- ren 22 också med flödesavkännaren 15 i patíentblocket, vilken momentana flödesavkännare är riktningsberoende och placerad tätt intill patienten i den del som är gemensam för in- och utandning.

Denna avkännare JS är samlad i ett block 31, som påverkar signalen som avges av avkännaren IS genom ledningen 32 och avger denna till den generella styrmodulen 6.

En tryckavkännare 11 är även ansluten till patientkretsen via en trevägsventíl 33, vilken struktur medger för densamma att kommu- 5 10 20 25 30 35 40 8105776-2 nicera med omgivningen för att verifiera och korrigera avvikelser frân den motsvarande 0-skalan. L I tfianàfingswnmilæl 14 är pneumatisktsstyrd och kan stängas full- iständigt eller delvis, ett faktum som medger genererandet av kon- .tinuerlíga positiva tryck under utandningsfasen. Denna ventil 14 :styrs av ett batteri ventiler med mistnqming ló som styr det slutliga trycket, vilket medger genererandet av som styr blocket ett variabelt tryck, som tillförs till ventilens l7 styrning och ïåstadkommer stängningen eller det önskade trycket i patientkretsen.

Alla dessa element styrs av det generella styrblocket 6, som innefattar en mikroprocessor 35, företrädesvis med åtta bitar, som via olika samlingsledningar härför kommunicerar med de resterande elementen i styrmodulen, bl a block eller ROM lagringsminnet 36 och blocket eller RAM lagringsminnet 37.

=Data, styrningar och funktioner introduceras via tangentbordet 38, som är anslutet till míkroprocessorn 35 genom ett motsvarande interphase och kodningsenhet 39, under det att den synliga repre- sentationen av den alfa-numeriska eller grafiska informationen sker på ett katodstrålerör 40 anslutet till mikroprocessystemet genom den motsvarande skärmdrivenheten 41.

Blocken 42, 43 och 44 motsvarar förstärkningsblock och analog digitalomvandlare som mottager resp signaler från signalbearbetaren 31 för flödesavkännaren 15, från tryckavkännaren ll och från syrgas- analysatorn 28, varvid signalerna från de olika avkännarna i respiratorn når blocket 45, som innefattar en mångfald nivådetektorer Blocken 46, 47, 48 och 49 innefattar utgångsfaser via optokopp- lare och förstärkare för signalerna, som kommande från styrblocket varvid utgángarna från dessa block är anslutna till och varvid ut- 6 styr drivningen av respiratorn, hänför sig till det organ, som de gångsblocket 49 är reserverat för att överföra signaler till de andra manöverelementen med mindre funktionell vikt. Från detta schema av det generella styrblocket har eliminerats matningen, som under normala förhållanden är ansluten till det elektriska nätet, varvid elektriska batterier även föreligger, vilka kan garantera den automatiska funktionen för anordningen under en viss tidsperiod i frånvaro av elkraft via elnätet.

Således erhålles en programstyrd respirator, som kan åstadkomma funktioner inom ett stort område och med flera olika operationsmeto- der, som gör den mänsklige operatorn och kontinuerlige övervakaren, som i dag krävs vid anordningar av detta slag, överflödig.

Claims (10)

8105776-2

1. Anordning vid respirator för klinisk användning, k ä n n e t e c k n a d a v att respiratorn utgöres av en pneumatíkmodul och en stvrmodul (6), samverkande kopplade med varandra, varvid pneumatikmodulen innefattar element för anslutande till tillförsel- ledningar(Q,3gU avkomprimerade gaser, som når en pneumatískt manöv- rerad tryckutjämnare (21), som är ansluten till en blandníngskam- mare (22) styrd av en dubbel tryckströmställare (26), från vilken blandningskammaren (22) utgår två grenrör, som tillför uppsätt- ningar av ventiler med seriekopplade strypníngar, varvid en upp- sättning (17) ventiler utgör en inandningsventilanordning, under det att en andra uppsättning (16) utgör en styrventilanordning för en utandningsventil, varvid inandníngsventilanordningen matar en patientkrets och innefattar en flödesavkännare (13 varvid styrmodulen är förbunden med pneumatikmodulen medelst in- formatíonsledningar och styrledningar, och styrmodulen utgöres av en mikroprocessor (35) försedd med ett tangentbord (38) för införandet av data och instruktioner och en katodstråleskärm (40) kapabel att simultant representera alfa-numerisk och grafisk in- formation, varvid tangentbordet (38) och skärmen (40) är för- bundna med níkroprocessorn (35) genom motsvarande interface- enheter (39,41) härför, varvid informationsledningarna som för- binder styrmodulen med pneumatikmodulen når en mångfald förstår-- _ karblock (42-44) följda av motsvarande analog-digitalomvandlare, alla anslutna till samlingsledningarna för mikroprocessorn, vilka datasamlingsledningar också är anslutna till optokopplare och förstärkare, som ger signaler kapabla att styra de olika ventilerna och elementen i pneumatikmodulen.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att pneumatikmodulen är försedd med en tryckavkännare (11) ansluten till patientkretsen genom en trevägsventil (33), varvid en av vägarna kommunicerar med omgivningstrycket och ventilen styrs av styrmodulen (6) för att medge periodískt och automatiskt mätande med tryckavkännaren.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att styrmodulen (0) mottager en informationslcdníng kommande från en syrgasanalysator (28), som via en ventil och dess motsvarande strypning är ansluten till blandningskammaren (ZZ), varvid styr- modulen (0) innefattar ett program för utvärderande och analy- scrunde av gasblandarens funktion så att periodiskt och automatiskt 8105776-2 automätning erhålles.

4. Anordning enligt krav I, k ä n n e t e c k n a d a v att flàkßavkünwren US) är mitvåríktníngstyp och placerad tätt intill patienten i den för in- och utandning gemensamma delen och avger en signal till ett omvandlingsblock (32), som är anslutet till en informntíonsledning för styrmodulen.

5. Anordning enligt krav I, k ä n n e t e c k n a d a v att stynmxmlüx(6)har1tgísnerat i ett minne ett program som möjliggör för respíratorn att arbeta i alla de möjliga assisterade och styrda andningsmoderna, likväl som variationer och kombinationer härav.

6. Anordning enligt något av kraven I eller 5, k ä n n e - t e c k n a d a v att styrmodulen har registrerat i ett minne ett program för simulering av gensvaret som erhålles i de kliniska variablerna för patienten som ett resultat av förändringen av de styrda manöverparametrarna, i detta ögonblick, av respiratorn och vilken gensvarssimulation erhålles på katodstråleskärmen utan att åstadkomma någon variation i de verkliga manöverparametrarna.

7. ; Anordning enligt något av kraven 1,5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att katodstráleskärmen presenterar i form av stabila kurvor kurvorna motsvarande tryck, volym och momentan- flöde, vilka relativa data temporärt lagras i ett minne som styrs av operatören oberoende av skärmen.

8. Anordning enligt något av kraven 1,5,6 eller 7,§k ä n n e - t e c k n a d a v att styrmodulen har en bestämd minneszon för ackumulerande av de olika kliniska parametrarna för patienten under en viss tidsperiod för att bilda en databank eller klinisk historik för patienten.

9. Anordning enligt något av kraven 1,5,6,7 eller 8, k ä n n e ~ t e c k n a d a v att styrmodulen har registrerat i ett minne ett program som styr tangenterna för tangentbordet, så att detta alltid måste påverkas i en definierad följd under samtidigt kontrol~ lerande av de föreslagna värdena följande vissa beräknade mönster som ej medger föreslagna parametrar, som skulle kunna leda till felaktiga kombinationer eller abnorma värden för maskinen.

10. Anordning enligt något av kraven 1,S,6,7 eller 8, k ä n - n e t e c k n a d a v att styrmodulen har permanent registrerat i ett minne vissa basmanöverparametrar, som utrustningen föreslar operatören i utgângsögonblicket för dess anslutning.