SE451051B - Anordning for metning av en persons syreupptagning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 451 051 _ 2' ken vid mätningens början innehåller 100 % ren syrgas, varvid man vid mätningens slut bestämmer syreupptagningen genom be- stämning av ändringen av den slutna gasvolymens storlek. Dessa kända slutna system kan naturligtvis ej användas för kontinu- erlig mätning och ej heller utan vidare för mätning på perso- ner, som måste vara anslutna till en respirator eller liknande.

En variant av det slutna systemet är också känd, vid vilken den slutna gasvolymen under mätningen fylles på med ren syr- gas, så att gasvolymens genomsnittliga syrgashalt hålles kon- stant. Ett sådant system har emellertid en mycket långsam inställningstid, dvs. mätningen blir behäftad med en mycket stor tidskonstant, och är vidare beroende av såväl känsliga givare för mätning av den slutna gasvolymens syrgashalt som dyrbara och komplicerade reglerdon för syrgastillförseln till den slutna gasvolymen. från u.s.-A-2 592 een är slutligen en anóraning av den slutna typen känd, vilken innefattar en sluten behållare med variabel volym i form av en bälg, vilken anslutes till personens andningsvägar så att personen andas in från och ut till denna behållare, varvid det finns organ för avlägsnande av C02 från utandningsgasen. Vidare finnes organ för övervak- ning av den variabla behållarens volym och av dessa organ styrda organ för tillförsel av ren syrgas till behållaren i sådan I mängd, att behållaren genomsnittliga volym under personens in- och utandningar förblir konstant, varvid man genom mät- ning av den till behållaren tillförda syrgasmängden kan be- stämma personens syreupptagning. Denna kända anordning har flera principiella fördelar, men anordningarna för övervak- ning av den variabla behållarens volym och styrning av syrgas-I tillförseln till behållaren i beroende därav är mycket kompli- cerade och störningskänsliga. Vidare har anordningen den mycket väsentliga nackdelen, att den i likhet med de övriga, ovan nämnda, tidigare kända anordningarna ej kan användas för mätning av syreupptagningen hos en person, som ej är i stånd att i tillfredsställande utsträckning andas spontant utan som måste vara ansluten till en respirator. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en med avseende på enkelheten, tillförlitligheten, ,;.x 10 15 20 25 30 35 451 051 3 noggrannheten och effektiviteten väsentlig förbättrad anord- ning av det senast beskrivna och i patentkravets l ingress angivna slaget, vilken anordning kan användas för mätning av syreupptagningen hos en person som måste vara ansluten till en respirator. u Det kännetecknande för anordningen enligt uppfinningen p framgår av bifogade patentkrav.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, i vilken fig. l schematiskt visar utformningen av en såsom exempel visad, fördelaktig utföringsform av uppfinningenz, och fig. 2 är ett diagram illustrerande funktionssättet hos anordningen enligt fig. l.

Den i ritningen såsom exempel visade utföringsformen av en anordning enligt uppfinningen innefattar en behållare l med variabel volym, vilken vid det visade utföringsexemplet utgöres av en bälg, vars ena gavel la är fast, medan den andra gaveln lb är rörlig i överensstämmelse med variationerna i behâllarens l volym. Behållaren l är ansluten till en inand- ningsledning 2 och en utandningsledning 3, som i sin tur är förbundna med en gemensam ledning H, vilken på lämpligt, kon- ventionellt och ej närmare visat sätt är anslutbar till and- _ ningsvägarna hos den person, vars syreupptagning skall bestäm- mas. Inandningsledningen 2 och utandningsledningen 3 inne- håller backventiler 5 respektive 6, vilka är så anordnade att de endast medger en gasströmning i riktning till patienten genom inandningsledningen 2 och i riktning från patienten genom utandningsledningen 3. I utandningsledningen 3 är vidare en absorptionsanordning 19 inkopplad för avlägsnande av C02 ur den andningsgas som patienten andas ut genom utandnings- ledningen 3 till behållaren 1. Denna C02-absorbator l9 kan vara av vilket som helst lämpligt slag. C02-absorbatorn l9 kan också likæfifl vara anordnad i inandningsledningen 2 i stället för utandningsledningen 3.

Behållarens l inre står vidare genom en ledning 7 i för- bindelse med en anordning för reglerbar tillförsel av ren syrgas till behållaren l. Denna anordning innefattar en lämp- lig, i detalj ej illustrerad syrgaskälla 8 med konstant tryck, 10 15 20 25 30 35 451 051 U vilken kan sättas i förbindelse med ledningen 7 och därmed behållaren l genom en styrbar till-från-ventil 9 och ett stfypsrälle 10.

Behållaren l är vidare ansluten till en ledning ll, som innehåller en avstängningsventil 12 och som via ett kon- ventionellt,endast schematiskt visat Y-stycke 20 förbindes med in- och utandningsledningarna 21 respektive 22 hos den g respirator 23, som användes för att ge andningshjälp till den till ledningen 4 anslutna personen, vars syreupptagning skall mätas..

Den med avseende på sin volym variabla behållaren eller bälgen l är anordnad i en yttre, stel behållare 13, vars inre är anslutet till en ledning 14, som är förbunden med led- U ningen ll på sådant sätt, att den ständigt står i förbindelse med in- och utandningsledningarna 21, 22 hos respiratorn 23.

Anordningen enligt uppfinningen innefattar_slutligen också organ för övervakning av behållarens l volym. Vid det visade utföringsexemplet sker detta genom övervakning av läget eller rörelsen hos bälgens l rörliga gavel lb, vilken för- flyttar sig i överensstämmelse med variationerna hos behålla- rens eller bälgens 1 volym. Vid det visade utföringsexemplet sker detta med hjälp av en endast schematiskt visad ultraljuds- avståndsmätare 17 av lämpligt, konventionellt slag, vilken utsänder ultraljudsignaler mot bälgens l rörliga gavel lb och mottager de från denna gavel reflekterade ultraljudsigna- lerna och på i och för sig väl känt sätt mäter avståndet mellan bälgens rörliga gavel lb och en stationär punkt. Denna ultraljudsavståndsmätare l7 styr via lämpliga signalbehand- lande kretsar 18 till-från-ventilen 9 i syrgastillförselled- ningen 7 på sätt som närmare skall beskrivas i det följande.

Anordningen fungerar i princip på följande sätt, varvid det antages att den till ledningen U anslutna personen ej är i stånd att andas själv på ett tillfredsställande sätt och sålunda behöver vara ansluten till en respirator för att erhålla and- ningshjälp. Ledningen ll är därvid ansluten till den använda respiratorn 23 på ovan beskrivet och i fig. l visat sätt. 10 15 20 25 30 35 451 051 5 Under själva mätningen hålles ventilen 12 stängd, varför den till anordningen anslutna personen andas in från den i bälgen l befintliga gasvolymen genom inandningsledningen 2 och åter andas ut till bälgen l genom utandningsledningen 3, varvid den i andningsluften förefintliga C02-mängden avlägsnas med hjälp av C02-absorbatorn 19. Den för patienten nödvändiga andningshjälpen erhålles härvid , genom att respiratorns 23 in- och utandningsledningar 2l respektive 22 via Y-stycket 20, ledningen ll och ledningen 14 står i förbindelse med utrymmet mellan den stela yttre behållaren l3 och bälgen l. Under in- andningsfasen av den av respiratorn 23 styrda andningscykeln kommer sålunda respiratorn 23 att mata in gas med lämpligt av- passat tryck och i lämplig avpassad mängd till den stela be- hållarens 13 inre, varigenom bälgen l pressas samman och åstadkommer en inandning hos den till ledningen 4 anslutna personen. Vid den efterföljande utandningsfasen av den av respiratorn 23 styrda andningscykeln sänkes trycket inuti den stela behållaren 13 och gasen inuti densamma ledes ut genom ledningen lä, ledningen ll, Y-stycket 20 och respiratorns 23 utandningsledning 22, varigenom bälgen l åter kan utvidga sig och en utandning hos den till ledningen 4 anslutna personen åstadkommes. Trots att denna person sålunda under mätningen ej är direkt ansluten till respiratorn 23, erhålles den er- forderliga andningshjälpen från respiratorn via bälgen 1. Det inses att den utandade gasvolymen kommer att understiga den inandade gasvolymen med ett belopp motsvarande den av perso- nen upptagna och förbrända syremängden. Om inga åtgärder vid- tages för att ersätta den av personen förbrukade syrgasmäng- den, kommer sålunda bälgens l volym, eller om man så vill läget för bälgens rörliga gavel lb, att i princip variera på det sätt som schematiskt illustreras av kurvan A i diagrammet i fig. 2, som visar variationerna i bälgens l volym V såsom funktion av tiden T, varvid bälgens 1 initialvolym är be- tecknad med Vs. Såsom kurvan A visar, skulle bälgens l volym under de antagna omständigheterna variera i takt med den till anordningen anslutna personens in- och utandningar och vidare gradvis minska som följd av personens syreupptagning. 10 15 20 25 30 35 451 Û51 5 Enligt uppfinningen övervakas emellertid bälgens 1 volym medelst den läget för bälgens rörliga gavel lb av- kännande ultraljudavståndsmätaren 17, vilken i sin tur via de signalbehandlande kretsarna 18 påverkar ventilen 9 i ledningen 7, så att bälgen 1 tillföres en mängd ren syrgas från syrgaskällan 8 motsvarande den genom den anslutna per- sonens syreupptagning förbrukade syrgasmängden, så att bäl- gens 1 volym hålles i genomsnitt oförändrad. Genom känne- dom om den genom ledningen 7 tillförda syrgasvolymen kan man därvid erhålla ett mått på syreupptagningen hos den till an- ordningen anslutna personen.

Detta skulle i princip kunna ske, genom att den signal- behandlande kretsen 18 utformas att på grundval av signalen från ultraljudavståndsmätaren 17, vilken signal represente- rar det momentana läget hos bälgens 1 rörliga gavel lb och därmed även bälgens 1 momentana volym, bestämmer medelvärdet av bälgens l volym och genom styrning av ventilen 9 i syrgas- tillförselledningen 7 håller denna medelvolym konstant. På grund av de stora variationer i bälgens l volym, som föror- sakas av den anslutna personens in- och utandningar, vilka också kan ha en mycket varierande och ojämn frekvens och varierande storlek, blir emellertid ett sådant förfarande förhållandevis komplicerat och onoggrant och framförallt be- häftat med en betydande tidsfördröjning.

Enligt uppfinningen förfares därför,med fördel på så sätt, att den signalbehandlande kretsen 18 är utformad att på grundval av signalen från ultraljudavståndsmätaren 17 fastställa bälgens 1 volym vid slutet av varje utandning hos den till anordningen anslutna personen, dvs. då bälgen 1 har sin maximala volym. Denna volym hos bälgen l vid slutet av varje utandning jämföres i den signalbehandlande kretsen 18 med bälgens l begynnelsevolym Vs och om bälgens 1 aktuella volym vid slutet av en utandning understiger bälgens be- gynnelsevolym Vs med mer än ett förutbestämt värde, påverkar kretsen 18 ventilen 9 så att denna öppnas och hålles öppen under en förutbestämd, lämpligt avpassad tidsperiod. Genom att syrgaskällan 8 har ett konstant tryck och syrgasen till- föres bälgen l genom den öppna ventilen 9 och en strypning M» 10 15 20 25 30 35 451 051 7 10, kommer härigenom en förutbestämd mängd syrgas att till- föras bälgen l varje gång ventilen 9 på detta sätt öppnas av den signalbehandlande kretsen 18. På detta sätt åstadkommes, att bälgens l volym vid slutet av den till anordningen an- slutna personens utandningar hâlles väsentligen oförändrad och överensstämmande med bälgens begynnelsevolym VS, varjämte det är möjligt att mäta den bälgen l för detta ändamål till- förda syrgasmängden helt enkelt genom att räkna antalet gånger som ventilen 9 öppnats av den signalbehandlande kretsen 18.

Det inses, att den signalbehandlande kretsen 18 skulle kunna på grundval av signalen från ultraljudavståndsmätaren 17 fastställa bälgens volym l vid någon annan förutbestämd punkt i den anslutna personens andningscykel, men det har visat sig att slutet av varje utandning av personen utgör en ur praktisk synpunkt lämplig, väl definierad och lätt detek- terbar punkt för bestämning av bälgens l volym. Vid denna föredragna utföringsform av en anordning enligt uppfinningen kommer sålunda bälgens 1 volym att variera under mätförloppet i princip på det sätt som schematiskt illustreras av kurvan B i fig. 2.

Ett representativt värde för volymen av varje andetag hos en vuxen person är ca 500 ml, varvid syreupptagníngen och därmed skillnaden mellan den inandade,gasvolymen och den utandade gasvolymen kan vara ca 20 ml. Bälgen l vid en anord- ning enligt uppfinningen kan därvid ha en volym av exempel- vis ca 3 l.

Det inses, att det för mätningens noggrannhet är väsent- ligt, att den i bälgen l befintliga gasvolymen under hela mätförloppet har konstant temperatur och konstant relativ fuktighet. Vid anordningen enligt uppfinningen uppnås detta genom att ventilen 12 före själva mätningens början hâlles öppen, varigenom den till ledningen U anslutna personen andas från och till respiratorn 23 genom bälgen 1, ventilen 12 och den till respiratorn anslutna ledningen ll. Detta får fortgå under så lång tid att gasvolymen inuti bälgen l antager väsentligen jämvikttillstånd vad beträffar temperatur och relativ fuktighet. Därefter stängas ventilen 12 och själva 10 15 451 051 8 mätningen genomföres på det ovan beskrivna sättet.

Det inses, att en anordning enligt uppfinningen natur- ligtvis även kan användas för mätning för syreupptagningen hos en person, som är i stånd att andas spontant och därför ej behöver någon andningshjälp från en respirator. I sådant fall anslutes ledningen ll ej till en respirator utan får i stället stå i öppen förbindelse med omgivningsluften. I övrigt sker mätningen på samma sätt som beskrivits i det före- gående.

Det inses vidare av det föregående, att flera olika ut- föringsformer och modifikationer av en anordning enligt upp- finningen är möjliga inom uppfinningens ram. Sålunda kan den med avseende på sin volym varierbara behållaren l utformas på ett flertal olika sätt liksom den behållarens volym över- vakande anordningen och de av denna anordning styrda organen för tillförsel av syrgas till behållaren och för mätning av den tillförda syrgasmängden. fo

Claims (3)

451 051 Patentkrav

1. l. Anordning för mätning av syreupptagningen hos en person som är ansluten till en respirator (23), vilken har en inand- ningsledning (21) för avgivning av andníngsgas som skall till- föras personen och en utandningsledning (22) för mottagning av andningsgas som utandats av personen, innefattande en sluten behållare (l) med variabel volym, anslutningsledningar (2, 3) för anslutning av nämnda behållare (l) till personens andningsvägar, så att personen kan andas in från och ut till behållaren, , organ (19) i nämnda anslutningsledningar (2, 3) för av- lägsnande av C02, till behållaren anslutna styrbara organ (8, 9, 10) för reglerbar tillförsel av ren syrgas till behållaren, organ (17, l8) för övervakning av behållarens (1) volym, varvid nämnda syrgastillförande organ (8, 9, l0) är så styrda av nämnda volymövervakande organ (17, 18), att behållarens (1) volym vid en given punkt i personens andningscykel förblir väsentligen konstant, samt organ för bestämning av den behållaren (1) tillförda mängden syrgas, k ä n n e t e c k n a_d av att den vidare innefattar en av- stäningsorgan (12) innehållande förbindelse (ll) för förbindninß av behållarens (l) inre med respiratorns (28) in- och ut- andningsledningar (21, 22), en behållaren (1) omslutande, yttre, stel behållare (13) med fast volym och en förbindelse (14) för ständig förbindning av nämnda stela behållares (13) inre med respiratorns (23) in- och utandningsledningar (21, 22).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e Q k n a d av att de den variabla behållarens (1) volym övervakande organen (17, 18) är anordnade att fastställa behållarens volym vid (slutet av utandningsfasen i varje andningscykel hos personen och att så påverka de syrgastillförande organen (8, 9, 10) att nämnda volym förblir väsentligen densamma. _ 451 051 40

3. Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den variabla behållaren (1) utgöres av en bälg med en stationär gavel (la) och en i beroende av behållarens volym~ variationer rörlig gavel (lb), varjämte nämnda organ för över- vakning av den variabla behållarens (1) volym innefattar organ (17)-för övervakning av nämnda rörliga bälggavels (lb) läge genom utsändning av ultraljudsignaler från en stationär punkt mot bälgens rörliga gavel (lb) och för mottagning av från bälggaveln (lb) reflekterande ultraljudsignaler. M. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a d av att de syrgastillförande organen innefattar en syrgaskälla (8) med konstant tryck, vilken är förbunden med den variabla behållarens (1) inre via ett strypställe (10) och en styrbar ventil (9), vilken är så styrd av de behållarens (1) volym övervakande organen (17, 18), att den öppnas och hålles öppen under en given tid, varje gång behållarens (1) volym vid nämnda punkt i personens andningscykel understiger ett förutbe- stämt värde, varjämte de mängden tillförd syrgas bestämmande organen innefattar organ för räkning av antalet gånger som nämnda ventil (9) öppnas.