SE452947B - Overvaknings- och varningsapparat for metning av andningstryckets topp- och momentanverden - Google Patents

Description

20 25 30 35 452 947 2' på indikeringsenheten, varvid för bättre särskiljande av dessa värden dessutom ett plustecken tändes vid inställning av den övre gränsen och ett minustecken tändes vid inställning av den undre gränsen, För in- ställning av gränsvärdena skall den aktuella strömstäl- laren nedtryckas. Om denna åter släppes sker indike- ringen av mätvärdet. Vid överskridande respektive under- skridande av ett av gränsvärdena indikeras det mätta värdet rytmiskt blinkande. Genom denna ljus-mörkerstyr- ning styres dessutom också förteckensindikeringspanelen och det motsvarande förtecknet göres synligt med samma blinkfrekvens. Vidare är signalledningssystemet förbun- det med en akustisk signalgivare, som vid över- eller underskridande av gränsvärdena-aktiveras men också kan slås från en önskad tid med en larmàterställningsknapp.

Efter avslutning av varje gränsvärdesöverträdelse kopp- las den blinkande indikeringen äter om till en fast mätvärdesindikering och samtidigt bortkopplas den akus- tiska signalgivaren.

Vid sidan av den ovan beskrivna syremätnings- och varningsapparaten föreslogs en kretsanordning för elektronisk mätning av andningstryckets topp- och mo- mentanvärde, som kan kopplas till varje styrenhet i en narkosrespirator (DD-WP A 61 B/251 019 2). Denna kretsanordning är väsentligen uppb§ggd av ett pulsför- kortningssteg och ett styrsteg, till vilket en analog- digitalomvandlare är kopplad. Denna dessutom av p(t)-pro- dukten från en elektronisk andningstrycksgivare påver- kade analog-digitalomvandlare står i förbindelse med en avkodare och via denna med en indikeringsenhet. För manuell drift är dessutom ett kopplingssteg anordnat, vilket väsentligen består av en strömställare och en inverterare, vars statiskt inversa utgång är signal- mässigt förbunden med den mellan styrsteget och analog- digitalomvandlaren anordnade anslutningen.

Fördelen med denna kretsanordning ligger i den exakta registreringen av andningstryckets toppvärde.

Mätningen av andningstryckets momentanvärde sker lika- lO 15 20 25 30 35 452 947 3 ledes genom utnyttjande av analog-digitalomvandlarens egenskap och närmare bestämt med en definierad potential för "långsam drift" på dess ingång. Därutöver användes vid manuell andning den från strömställaren i strömstäl- larläget för manuell andning kommande signalen, vilken tillföres inverteraren som högnivàsignal. Av inverte- raren inverteras signalen först, innan den när analog- digitalomvandlaren. Denna erhåller således en làgnivå- signal och därmed den definierade potentialen för lång- sam, kontinuerlig mätning och indikering. Därigenom visas det aktuella momentanvärdet med ständigt långsam ändring. _ Denna kretsanordnings lösning ombesörjer även att pulsförkortningssteget och de med det signalförbundna funktionsenheterna, såsom styrsteget, analog-digital- omvandlaren, inverteraren osv, kombineras som konstruk- tionsgrupper i ett modulsystem, vilket genom sin bil- liga, mycket enkla uppbyggnad direkt kan förenas med en narkos- eller behandlingsrespirator och närmare be- stämt styrenheten för frekvens- och andningstidsförhål- landet. Om denna direkta eller också via en apparat- utgång möjliga anslutning är àstadkommen så säkerställas vid innehållande av en fastlagd frekvens genom respi- ratorn en toppvärdes- eller momentanvärdesmätning med lagring av värdena. Om respiratorn ändå underskrider en fastlagd minimifrekvens, kan denna för patienten riskabla situation ej upptäckas respektive ej visas och varnas för. Ändamålet med uppfinningen består i att även vid underskridande av den fastlagda minimifrekvensen möj- liggöra en oangriplig indikering av andningstrycket med samtidig optisk och akustisk varning med tidsav- brott. Dessutom skall vid cmkoppling till manuell and- ning genom blockering av signaler respektive avskärmning av bestämda mätvärden en förbättring av den kontinuer- liga indikeringen av momentanvärdet nås.

Uppfinningen har till uppgift att under bibehål- lande av den med logiska signalförbindelser uppnådda 10 15 20 25 30 452 947 4 . övcrvakningskomforten utnyttja kopplingsfördelarna hos signalledningssystemet i en känd Syremätnings- och var- ningsapparat för mätningen av topp- och momentanvärdena i respiratorn och med modifiering av detta signalled- ningssystem nå en digital förbindning med den likaledes kända pulsförkortningskretsen. Därmed är också den upp- giften förbunden att vid underskridande av den fastlagda minimifrekvensen indikera andningstrycket "fast" och med ett likaledes "fast" minustecken, varutöver en akus- tisk varning sker, vilken åter skall vara fránkopplings- bar tidvis. Om i respiratorn omkoppling sker till manuell andning skall vid samtidig avskärmning av den andra komma positionen för ett värde (hundradels kPa) och vid blockerade signaler för optisk och akustisk varning momentantrycket indikeras kontinuerligt.

Enligt uppfinningen löses uppgiften efter en krets- uppbyggnad enligt uppfinningskravet vid en topptrycks- mätnings- och varningsapparat, som utnyttjar kretsför- delarna hos en känd syremätnings- och varningsapparat och skall förses med en redan föreslagen elektronisk pulsförkortningskrets för mätning av ett andningstrycks topp- och momentanvärden, varvid denna apparat skall anslutas till styrenheten för frekvens- och andnings- tidsförhàllande i en narkos- och behandlingsrespirator eller skall anslutas till en anordning med styrd and- ningsgasgenomföring. Enligt uppfinningen kännetecknas topptrycksmätnings- och varningsapparaten därav, att pulsförkortningskretsen via ett styrsteg är förbunden med en analog-digitalomvandlare och via en första NAND-grind, en diod samt en kondensators och en resis- tors anslutningar med digitala kopplingskretsar i åt- minstone tre i serie kopplade grindsträckor i en sig- nalniváväxelkrets. Till den ena, likaledes av en NAND- grind och en inverterare bildade grindsträckan är på ingångssidan ansluten en med två gränsvärdesgivare signalförbunden, ytterligare NAND-grind liksom det för manuell drift avsedda kopplingssteget. På utgàngssidan 10 15 20 30 35 452 947 a av denna grindsträcka befinner sig åter en med en avko- dare signalförbunden NAND-grind, vars ena grindingàng har en blinkgenerator och är förbunden med en av först- nämnda NAND-grind styrd, ytterligare NAND-grind, På denna NAND-grinds utgångssida är ett första transistor- steg kopplat, som är förbundet dels direkt med en ström- ställare och med en strömställare via en med en indike- ringsenhets indikeringspanel och en resistor åignalför- bunden diod och dels med ett likaledes med indikerings- panelen och två ytterligare resistorer signalförbundet, andra transistorsteg. Detta transistorsteg har en an- slutning till den andra, av en inverterare och en NAND- grind bildade grindsträckan.

I en utföringsform av uppfinningen är det särskilt lämpligt att gränsvärdesgivarna förses med kända kom- paratorers kopplingskretsar, som dels via en spännings- delare är anslutna till en högkonstant referensspän- ningskälla och dels via en mätförstärkare är anslutna till en andningstrycksgivare. Därvid står andningstrycks- givaren via mätförstärkaren i förbindelse med den ena strömställaren och via denna med den andra strömstäl- laren, vilka à sin sida är förbundna med gränsvärdes- givarna vid dessas anslutning till spänningsdelarna.

Enligt uppfinningen är det också lämpligt att signalnivåväxelkretsens tredje, via den första NAND- grinden och den därefter kopplade dioden med pulsför- kortningskretsen signalförbundna grindsträcka består av en på ingångssidan med den första grindsträckan mellan NAND-grinden och inverteraren förbunden NAND- grind och en ytterligare, pà ingångssidan med en mono- stabil multivibrator och en strömställare förbunden NAND-grind, som på utgångssidan är ansluten till en larmgenerator med ett signalhorn.

I en annan fördelaktig signalförbindelse kan en inverterare, som på ingångssidan står i förbindelse med det för manuell drift avsedda kopplingssteget i narkos- eller behandlingsrespiratorn, på ingångssidan vara förbunden med ett med styrsteget til pulsförkort- U'1 lO 15 20 25 30 35 452 947 6 ningskretsen och analog-digitalomvandlaren signalför- bundet transistorsteg och på utgângssidan förutom med den första NAND-grinden och den första grindsträckans NAND-grind också vara förbunden med en transistor, som à sin sida har en förbindelse med för tidsmultiplex styrning av indikeringspanelen avsedda kopplingstransisto- ror samt tillsammans med dessa en förbindelse med analog-digitalomvandlaren.

En föredragen utföringsform av uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritning. Denna åskådliggör den logiska kopplingen för den uppfinningsenliga topptrycksmätnings- och varningsapparaten med integrerade kretsar, framför vilken en elektriska spänningssignaler alstrande and- ningstrycksgivare 1 är kopplad. För inställning av and- ningstryckets övre och undre gränsvärde tjänstgör spän- ningsdelare 2, 3, vilka är anslutna till en högkonstant referensspänningskälla Uref.

Topptrycksmätnings- och varningsapparaten, vilken enligt uppfinningen är försedd med en pulsförkortnings- krets 4, är via denna signalförbunden med styrenheten för frekvens- och andningstldsförhållande i en narkos- eller behandlingsrespirator (ej visad). En inverterare 5, tvâ med spänningsdelarna 2, 3 förbundna gränsvärdes- givare 6, 7 och pulsförkortningskretsen 4, som på ut- gångssidan har två transistorer 8, 10 och en resistor 9 samt en resistor 47, står via en NAND-grind ll, en diod 12, en kondensators 13 och en resistors 14 anslut- ningar liksom via en andra NAND-grind 16 i förbindelse med digitala kopplingskretsar i tre i serie kopplade grindsträckor i en signalnivàväxelkrets. Deras logiska förbindning är åstadkommen genom att den av en inver- terare 20 och en NAND-grind 18 bestående första grind- är signalförbunden via ingàngarna med inver- och de båda NAND-grindarna ll, 16, genom att inverterare 19 och en NAND-grind l7 bestående sträckan teraren 5 den av en andra grindsträckan är signalförbunden via ingångarna med gränsvärdesgivaren 7 och NAND-grinden ll liksom 10 15 20 25 30 35 452 947 7 att den av en NAND-grind 25 och en NAND-grind 21 bestå- ende tredje grindsträckan är signalförbunden via in- gàngarna med NAND-grinden ll och inverteraren 20.

Den statiskt inversa utgången från inverteraren 20 är dels direkt och dels via en blinkgenerator 24 förbunden med en NAND-grind 28, som å Sin Sida med sin statiskt inversa utgång har en anslutning till en avkodare 27. Den statiskt direkta utgången från blink- generatorn 24 är emellertid också förbunden med en NAND- grind 29, vars andra ingång är förbunden med NAND-grin- den ll och vars statiskt inversa utgång via en transistor 37 à ena sidan är förbunden med en andra transistor 36, parallellkopplade resistorer 34, 35 och indikerings- panelen 30 för symbolindikering, à andra sidan är för- bunden med en strömställare 22, en diod 33, en ytter- ligare indikeringspanelen 30 förkopplad resistor 32 samt en med den första strömställaren 22 signalförbunden andra strömställare 23. Dessa strömställare 22, 23 står via en mätförstärkare 15 i förbindelse med andnings- trycksgivaren l, med utgángssidan av spänningsdelarna 2, 3 och med ingångssidan av gränsvärdesgivarna 6, 7, vilka à sin sida har ännu en anslutning till mätför- stärkaren l5. _ ne Båda nämnda strömstäiiarna 22, 23 möjliggör utformandet av dubbelfunktion och är därför sammankopp- lade på det sätt som visas på ritningen och som redan beskrivits. Således är bl a den ena utgången från ström- ställaren 22 via strömställarens 23 utgång ansluten till en analog-digitalomvandlare 26, som med sina ut- gångar är förbunden med avkodaren 27 och via denna med indikeringspanelen 31 för sifferindikering, Vidare är analog-digitalomvandlaren 26 via transistorer 40, 41 och 42 signalförbunden med indikeringspanelen 31, via en transistor 43 och dennas utgàngssida förbunden med inverteraren 5 och slutligen också förbunden med det av en transistor 8, en resistor 9 och en ytterligare resistor 47 bestående styrsteget 46. 10 15 20 30 35 452 947 8 Den via HAND-grinden ll och dioden 12 med pulsför- kortningskrctscn 4 signalförbundna tredje grindsträckan i signalnivâväxelkretsen är med sin NAND-grind 25 på ingångssidan förbunden med en monostabil multivibrator 39 och en strömställare 38 liksom på utgångssidan för- bunden med en larmgcnerator 44 och ett signalhorn 45.

I denna uppfinningsenligt kopplade topptrycksmät- nings- och varningsapparat förstärkes den av andnings- trycksgivaren l alstrade elektriska spänningssignalen på känt sätt i mätförstärkaren 15, matas via strömstäl- larna 22, 23 till analog-digitalomvandlaren 26, omvand- las i denna till binära signaler, vilka efter avkodning i avkodaren 27 styr indikeringspanelen 31. Dessutom sker medelst analog-digitalomvändlaren 26 en tidsmulti- plex styrning av indikeringspanelen 31 via transisto- rerna 40, 41 och 42.

Andningstryckets övre och undre gränsvärde instäl- les medelst spänningsdelarna 2, 3, vilka kopplar vidare från den högkonstanta referensspänningskällan Uref uttagna spänningsvärden såväl till de till spännings- delarna hörande gränsvärdesgivarna 6, 7 (komparatorer) som till strömställarna 22, 23. Efter nedtryckning av denna strömställare 22, 23 omvandlas enligt uppfinningen inte endast det gränsvärdet motsvarande analoga.spän- ningsvärdet i analog-digitalomvandlaren 26 och göres synligt på indikeringspanelen 31 utan visas också vid .nedtryckt strömställare 22 via dioden 33, den ledande transistorn 36 och de till jord kopplade resistorerna 34, 35 även symboltecknet “+" och vid nedtryckt ström- ställare 23 via den till jord kopplade resistorn 32 också symboltecknet "-" på indikeringspanelen 30. Med frigivning av strömställaren 22, 23 sker toppvärdes- bildningen och -indikeringen nu med inmatade pulser från en narkos- eller behandlingsrespirator till puls- förkortningskretsen 4, det av transistorn 8 och resisto- rerna 9, 47 bestående styrsteget 46 och analog-digital- omvandlaren 26, och detta närmare bestämt i "snabbt driftslag“. Överträdes därvid inget gränsvärde förblir .n 10 l5 20 25 30 35 452 947 9 de för blinkning av indikeringen och de akustiska var- ningen förekommande kopplingskretsarna blockerade. Gräns- värdesgivarna 6, 7 avger vid normal drift på sina ut- gångar en högnivåpotential och därmed avger NAND-grin- dens 16 utgång en làgnivåpotential, så att via den lo- giska förbindningen av NAND-grinden 18 och inverteraren 20 den på blinkfrekvens inställda blinkgeneratorn 24 är blockerad liksom via NAND-grinden 28 ingen rytmisk mörkerbelastning av avkodaren 27 och därmed ingen blink- indikering kan ske. _ Signalhornet 45 förblir overksamt, eftersom de från pulsförkortningskretsen 4 kommande pulserna via NAND~grinden ll och dioden 12 ständigt efterladdar kon- densatorn 13 i rytmen för narkos- och behandlingsrespi- ratorns styrpulser, varigenom de anslutande grindsträc- korna, dvs ingàngarna till NAND-grindarna 17, lä och 21 och även ingången till NAND-grinden 29 har en hög- nivàpotential. Därmed stoppas larmgeneratorn 44 via NAND-grinden 25 med en högnivàsignal och signalhornet 45 blockeras.

Om en gränsvärdesöverträdelse sker uppåt, så slår den motsvarande gränsvärdesgivaren 6 eller 7 om till lågnivåpotentialen, så att via NAND-grinden 16 NAND- grindens 18 ingång får högnivåpotential. Med förekomst av högnivåpotential på de båda andra ingàngarna startas via inverteraren 20 blinkgeneratorn 24, vilken omväx- lande öppnar och stänger transistorn 37 via NAND-grin- den 29. Om gränsvärdesöverträdelsen avser det undre gränsvärdet, så leder làgnivápotentialen från gräns- värdesgivaren 7 via NAND-grinden 17 och inverteraren 19 till spärrning av transistorn 36, så att via resis- torn 32, dioden 33 och transistorn 37 ett blinkande symboltecken “-" uppkommer. Vid överträdelse av det övre gränsvärdet är transistorn 36 ledande och symbol- tecknet “+“ indikeras blinkande. trädelse av gränsvärdet med högnivåpotential på inver- terarens 20 utgång matas dessutom taktsynkront med symboltecknet en taktsignal från blinkgeneratorn 24 Vid förekommande över- 10 15 20 25 30 452 947 10 via SAND-grinden 28 till avkodaren 27 och därmed kopplas hela sifferindikatorn rytmiskt mellan ljust och mörkt.

Den vid gränsvärdesöverträdelse på ingången till NAND-grinden l8 liggande högnivåpotentialen leder genom lågnivåpotentialen på ingången till NAND-grinden 21 via NAND-grinden 25 även till start av larmgeneratorn 44, som utlöser den akustiska varningen. Genom nedtryck- ning av strömställaren 38 kan de monostabila multivibra- torn 39 startas, som med en lågnivåsignal på ingången till NAND-grinden 25 blockerar larmgeneratorn 44 under en inställd tid och därefter åter kopplar in denna.

Efter avslutning av en gränsvärdesöverträdelse har gräns- värdesgivarna 6, 7 åter högnivåpotential, varigenom en fast indikering framträder och den akustiska varningen frånkopplas.

Om de från narkos- eller behandlingsrespiratorn till pulsförkortningskretsen 4 kommande styrsignalerna underskrider en förenlig minimifrekvens eller om dessa bortfaller helt, så urladdas kondensatorn 13 via re- sistorn 14 så långt att efter en fastlagd tid NAND- grindarnas 17, 18, 21 och 29 ingångar uppfattar en läg- nivåpotential. Detta får till följd att via NAND-grinden 29 transistorn 37 blir stadigt ledande och via NAND- grinden l7 och inverteraren l9 transistorn 36 göres stadigt oledande, så att en fast sifferindikering med det fasta symboltecknet "-" realiseras. Samtidigt akti- veras via NAND-grinden 18 och den av NAND-grindarna 2l, 25 bildade grindsträckan larmgeneratorn 44, vilken såsom redan beskrivits tidvis kan frànkopplas medelst strömställaren 38.

Om narkos- eller behandlingsrespiratorn är omkopp- lad till manuell andning, så finns på inverterarens 5 ingång en högnivàpotential, vilken efter invertering tillför analog-digitalomvandlaren 26 en erforderlig potential för "långsam drift". Därmed har en mätning av det momentana andningstrycket vid mörkerbelastning av den sista indikeringspositionen i indikeringspanelen 31 uppnåtts. Den erforderliga inverteringen sker medelst V.) 10 15 452 947 ll Lransistorn 10, som kopplar genom den motsvarande in- gången pà analog-digitalomvandlaren 26 till jord. Mör- kcrbelastningen däremot uppnås genom genomstyrning av transistorn 43 med lågnivàpotentialen på inverterarens 5 utgång. Samtidigt blockerar den av invertcraren 5 inverterade signalen blinkgeneratorn 24 via NAND-grinden 18 och inverteraren 20 och larmgeneratorn 44 via NAND- grindarna ll, 21 och 25.

Mod denna enligt uppfinningen åstadkomna övervak- ningskomfort för en narkos- eller behandlingsrespirator- behandling har vid samtidig signalförbindning av ett känt signalledningssystem med en pulsförkortningskrets och den nya signalnivàväxelkretsen det blivit möjligt att optimalt indikera förekommande topp- och momentan- värden för andningstrycket, dess över- eller underskri- aanae l förhållande till inställda gränsvärden 'samt en för låg frekvens med olika varningseffekter.

Claims (4)

lO 15 20 25 30 35 452 947 12 PATENTKRÄV

1. l. Topptrycksmätnings- och varningsapparat med elektronisk pulsförkortningskrets (4) för mätning av ett andningstrycks topp- och momentanvärden, som är signalförbunden med styrenheten för frekvens- och andningstidsförhâllande i en narkos- eller behandlings- respirator eller är ansluten till en anordning med styrd andningsgasgenomföring samt har ett styrsteg (46), vilket är förbundet med en analog-digitalomvandlare (26), vilken på ingångssidan står i förbindelse med två strömställare (22, 23) och via dessa med två gräns- värdesgivare (6, 7) och pà utgångssidan står i förbin- delse med en indikatorenhet via en avkodare (27) res- pektive kopplingstransistorer (40, 41 och 42),' k ä n n e t e c k n a d därav, att pulsförkortnings- kretsen (4) via styrsteget (46) är förbunden med analog- digitalomvandlaren (26) och via en NAND-grind (ll), en diod (l2) samt en kondensators (l3) och en resistors (l4) anslutningar med digitala kopplingskretsar i ät- minstone tre i serie kopplade grindsträckor i en sig- nalnivâväxelkrets, av vilka grindsträckor en av en NAND-grind (18) och en inverterare (20) bildad grind- sträcka på ingångssidan är ansluten till en med gräns- värdesgivarna (6, 7) signalförbunden NAND-grind (16) liksom det för manuell drift avsedda kopplingssteget och på utgångssidan har en med avkodaren (27) signal- förbunden NAND-grind (28), vars ena grindingång har en blinkgenerator (24) och är förbunden med en av NAND-grinden (ll) styrd, ytterligare NAND-grind (29), på vars utgångssida ett första transistorsteg (37) är kopplat, som är förbundet dels direkt med strömställaren (22) och via en med indikeringspanelen (30) och en resistor (32) signalförbunden diod (33) med strömstäl- laren (23), dels med ett likaledes med indikeringspa- nelen (30) och två resistorer (34, 35) signalförbundet transistorsteg (36), som har en anslutning till den f: å: 10 15 20 25 30 35 452 947 13 andra, av en inverterare (19) och en NAND-grind (17) bildad grindsträcka¿

2. Apparat enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att gränsvärdesgivarna (6, 7) är av kopp- lingskretsar uppbyggda komparatorer, som_dels via en spänningsdelare (2, 3) är anslutna till en högkonstant referensspänningskälla och dels via en mätförstärkare (15) är anslutna till en andningstrycksgivare (l) som via en mätförstärkare (15) står i förbindelse med den första strömställaren (22) och via denna med den andra strömställaren (23), vilka å sin sida är förbundna med gränsvärdesgivarna (6, 7) vid dessas anslutning till spänningsdelarna (2, 3).

3. Apparat enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att signalnivåväxelkret- sens tredje, via NAND-grinden (ll) och dioden (l2) med pulsförkortningskretsen (4) signalförbundna grindsträcka består av en första, på ingångssidan med den första grindsträckan mellan NAND-grinden (18) och inverteraren (20) förbundna NAND-grind (21) och en andra, på ingångs- sidan med en monostabil multivibrator (39) och en ström- ställare (38) förbunden NAND-grind (25), som på utgångs- sidan är_ansluten till en larmgenerator (44) med ett signalhorn (45).

4. Apparat enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att en inverterare (5), som på ingångssidan står i förbindelse med det för manuell drift avsedda kopplingssteget i respiratorn, på ingångssidan är förbunden med ett med styrsteget (46) och analog-digitalomvandlaren (26) signalförbundet transistorsteg (10) och på utgàngssidan förutom med NAND-grinden (ll) och NAND-grinden (18) också är för- bunden med en transistor (43), som å sin sida har en förbindelse med kopplingstransistorerna (40, 41, 42) vid indikeringspanelen (31).