SE500447C2 - Ventilator - Google Patents

Description

15 20 0 0 0 0 0:0 000 0000 *s Cf}Ûv Å/É/ 4 x.- i 2 med hög noggrannhet, samtidigt som säkerheten för patienten ökar.

Uppgiften avseende snabbhet och noggrannhet löses i enlighet med uppfinningen om ventilatorn enligt första stycket utföres så att en digital reglerenhet utifrån parametern och den analoga regler- enhetens reglering kompenserar för onoggrannheten_hos den analoga greglerenheten så att det förutbestämda mönstret i det närmaste exakt,upprätthálls.

Härigenom förenas fördelarna med den snabba analoga inställ- ningen och den digitala noggrannheten. Eftersom den digitala delen endast kompenserar felet från den analoga delens reglering blir systemet tämligen okänsligt för fel pà den digitala delen. Skulle den digitala delen fallera blir funktionen inte sämre än tidigare då endast en analog reglerenhet styrde systemet. Den digitala reg- lerenheten utgörs företrädesvis av en mikroprocessor.

Uppgiften avseende säkerheten för patienten löses i enlighet med uppfinningen om ventilatorn enligt andra stycket utföres så att ytterligare en mikroprocessor styr och/eller övervakar minst en av de övriga funktionsenheterna.

På detta sätt sprids risken för att ventilatorn helt slås ut då en mikroprocessor fallerar. åenom att fördela uppgifterna för mikro- processorerna pá rätt sätt kan de väsentliga livsuppehàllande funk- tionerna fungera även om en mikroprocessor fallerar och patienten utsätts därmed inte för någon fara. Dessutom kan varje mikropro- cessor specialiseras för sin funktion och därmed arbeta snabbare var för sig än en central mikroprocessor, varför systemets snabbhet också ökar.

Mikroprocessorerna bör, för att fungera optimalt, utbyta infor- mation mellan varandra och detta kan ske digitalt, analogt eller både och. Det väsentliga är att hindra felaktiga signaler från en fallerande mikroprocessor att störa en fungerande mikroprocessor.

Detta kan exempelvis ske genom att den fungerande mikroprocessorn ignorerar informationen från den fallerande mikroprocessorn om den gár utanför ett specifikt intervall som är beroende av övriga infor- mationer som mikroprocessorn har. *_ V Genom att kombinera de tvá dellösningarna av uppgiften erhålles alltsa en avsevärt säkrare ventilator, som är snabb och noggrann.

En ventilator i enlighet med uppfinningen beskrivs mera detal- jerat nedan i samband med figur l. 10 15 20 539 41%? 3 I figur 1 visas ett starkt förenklat schema över en ventilator 1 i enlighet med uppfinningen. Ventilatorn 1 omfattar en inspira- tionsdel 2, en exspirationsdel 3 och en inställnings/övervakningsdel 4. Luft och eventuella tillsatsgaser kommer in i inspirationsdelen 2 under högt tryck genom tre gasingångar 5a, 5b, 5c och passerar genom en inspirationsenhet 6, där andningsgasen med hjälp av venti- ler blandas till i rätta proportioner samt till ett önskat tryck och flöde. I inspirationsenheten 6 finns även bakteriefilter, tryckmä- tare,flödesmätare,syrgasmätare,säkerhetsventilrnnn.Inspirations- enheten 6 styrs av en styranordning 7, som via en ledning 101 ger instruktioner till inspirationsenheten 6 och som via en ledning 102 erhåller information från inspirationsenheten 6. Ledningen 102 ger också information till inställnings/övervakningsdelen 4, vilket beskrivs närmare nedan. Från inspirationsenheten 6 leds andnings- gasen genom ett rör 8 till en patients andningsvägar.

I exspirationsdelen 3 leds andningsgasen bort från patientens andningsvägar genom röret 8 ut till omgivningen. Pâ vägen ut pas- serar andningsgasen en tryck- och flödesmätare 9 och en ventilan- ordning 10. Genom att låta ventilanordningen 10 hålla röret mer eller mindre stängt kan ett önskat tryck upprätthàllas i exspira- tionsdelen 3. Uppmätt värde på tryck och flöde överförs genom en ledning 103 till en analog linearisator 11, en digital kompensator 12 och till en servoenhet hos ventilanordningen 10. Ledningen 103 går också till inställnings/övervakningsdelen 4, vilket beskrivs närmare nedan. Den analoga linearisatorn 11 är förbunden med den digitala kompensatorn 12 med en ledning 104 och med ventilanord- ningen 10 med en ledning 105 och med instäl1nings/övervakningsen- heten 4, vilket beskrivs närmare nedan.

Inställnings/övervakningsdelen 4 utgörs :mi en inställnings/ /displayenhet 13, en övervakningsenhet 14 och en referensgivare 15.

En databuss 107 förbinder inställnings/displayenheten 13, övervak- ningsenheten 14, referensgivaren 15 och den digitala kompensatorn 12 med varandra. Dessa förbindelser kan ocksa utföras som rent ana- loga. Inställnings/displayenheten 13 kan dessutom sända information till den analoga linearisatorn 11 via en ledning 108 och till styr- anordningen 7 via en ledning 109 samt fà information från övervak- ningsenheten 14 via en ledning 111. Övervakningsenheten 14 kan vi- dare, via ledningen 102, som omnämnts ovan, få information från 10 '15 20 N _01 nu 0 I 000 c o' z a :av :nu soya 0 l b Ooooß; o 0 o o 0 a oas o. 4 inspirationsenheten 6 och den kan_ocksà få information från tryck- och flödesmätaren 9 via ledningen 103 och från den analoga linea- risatorn via en ledning 112. Referensgivaren kan via en ledning 106 skicka signaler till ventilanordningen 10. Slutligen är styranord- ningen 7, övervakningsenheten 14 och referensgivaren 15 förenade med men databuss 110. Även denna databuss 110 kan utföras med rent analo- ga förbindningar. j ' När en patient kopplas in på ventilatorn 1 ställs ett lämpligt mönster, som skall följas av ventilatorn 1 och som är anpassat för patienten, in på inställnings/displayenheten 13; De inställda vär- dena överförs till en mikröprocessor i inställnings/displayenheten' 13 där de sedan kan förmedlas vidare i digital form genom databussen 107. Vissa inställda värden går även vidare analogt genom ledning- arna 108 och 109 till den analoga linearisatorn 11 respektive styr_ anordningen 7. Referensgivaren 15, som utgörs av en mikroprocessor, beräknar utifrån den gjorda inställningen vilken andningskurva som inspirationsdelen 2 skall följa och förmedlar detta till en mikro-“ processor hos styranordningen 7 via databussen 110. Styrenheten 7 'omfattar även en analog styrdel, som fått uppgifter via ledningen 109 och mikroprocessorn har till uppgift att kompensera felet hos den förhållandevis grova analoga styrningen med hjälp av de beräk- nade värdena frán referensgivaren 15, så att inspirationsenheten 6 i det närmaste exakt ger det önskade utseendet pà andningskurvan.

På motsvarande sätt sker också styrningen av ventilanordningen 10 i exspirationsdelen 3 genom att referensgivaren 15 skickar en signal till ventilanordningen 10. Signalen jämförs med det faktiska trycket som erhålls från tryck- och flödesgivaren 9. För att snabba upp styrningen skickas också en digitalkompenserad signal från den analoga linearisatorn 11 till ventilanordningen 10. Den digitalt kompenserade signalen erhålls genom att den analoga linearisatorn 11 först gör en linearisering av flödesvärdet fràn tryck- och flö- desmätaren 9. Denna linearisering skickas till den digitala kom- pensatorn 12 som omfattar en mikroprocessor, där en kompensering be- räknas och denna kompensering skickas tillbaka till den analoga linearisatorn 11 och läggs pá dess linearisering och den kompensera- de signalen skickas till ventilanordningen 10 och övervakningsen- heten 14§ Den digitala kompensatorn_l2 kompenserar härvid bl.a. med avseende pà gasblandningens sammansättning (viskositet), omgivning- 20 SÜÜ 447 5 ens barometertryck och den analoga linearisatorns 11 signal. Övervakningsenheten 14 har främst tvâ uppgifter, dels att förse inställnings/displayenheten 13 med de aktuella mätvärden som råder i ventilatorn 1 och dels att larma så snart alltför stora avvikelser sker fràn de inställda värdena. En mikroprocessor tillsammans med analoga reservsystem gör övervakningen säker och noggrann.

Ventilatorn i exemplet omfattar alltså fem mikroprocessorer inalles. De finns, som ovan beskrivits, i inställnings/display-' enheten 13, i referensgivaren 15, i styrenheten 7, i den digitala kompensatorn 12 och i övervakningsenheten 14 och arbetar i princip oberoende av varandra även om de utbyter information sinsemellan som är nödvändig för_att de skall fungera optimalt. Som tidigare nämnts kan utbytet av information ske rent digitalt, rent analogt eller som en kombination av båda. En eller till och med flera av processorerna kan upphöra att fungera utan att ventilatorns 1 funktion allvarligt störs. Om exempelvis mikroprocessorn i inställnings/displayenheten 13 faller ifrån, medför detta i värsta fall att kompenseringen i styrenheten 7 och den digitala kompensatorn 12 inte blir fullt så noggrann som tidigare. Detta pà grund av att mikroprocessorn, då den faller ifrån, kan avge helt felaktiga signaler, men eftersom de gjorda inställningarna även avgetts analogt genom inställningen av potentiometrarna, kommer'de grovinställda analoga styrdelarna ej att påverkas. Övervakningsenheten 14 kommer däremot att ge larm om att en míkroprocessor fallit ifrån och ventilatorn 1 kan sedan utbytas för reparation-vid ett lämpligt tillfälle. 7 patentkrav 1 figur 1

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Ventilator (1) avsedd att anslutas till andningsvägarna på människa eller djur för tillförsel och avgivning av andningsgas till resp. från andningsvägarna efter ett bestämt mönster, som är beroende av minst en parameter, vilken ventilator (1) bl.a. består av en analog reglerenhet (11) som, med avseende på parametern, reglerar tillförseln och/eller avgivningen av andningsgasen så att det förutbestämda mönstret väsentligen upprätthålls, k ä n n e - tie c k n a dj av att en digital reglerenhet (12) utifrån para- metern och den analoga reglerenhetens (ll) reglering kompenserar för onoggrannheten hos den analoga reglerenheten (11) så att det, förutbestämda mönstret i det närmaste exakt upprätthålls.

2. iventilator enligt krav 1, k å n n e t e c k n a d av att den digitala reglerenheten (12) utgörs av en mikroprocessor.

3. Ventilator enligt krav 1 eller 2, k ä_n n e t e c k n a d av att ventilatorn vidare omfattar flera analoga funktionsenheter.

4. Ventilator enligt krav 3, k ä n nte t e c k n a d av att det för varje analog funktionsenhet finns en separat mikroprocessor 'som kompenserar för onoggrannheten hos respektive “analoga funktionsenhet. _

5. L 5. Ventilator (1) avsedd att anslutas till andningsvägarna på, människa eller djur för tillförsel och avgivning av andningsgas till resp. frán andningsvägarna, vilken ventilator (1) omfattar flera funktionsenheter (2, 3), som möjliggör för ventilatorn (1) att låta tillförseln och/eller avgivandet av andningsgasen följa ett förutbeatamt mönster och en mikroprocessor som styr och/eller övervakar minst en av funktionsenheterna (t ex 2), k ä n n e - t e c k n a d av att ytterligare en mikroprocessor styr och/eller övervakar minst en av de övriga funktionsenheterna (t ex 3).

6. Ventilator enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en funktionsenhet (3) omfattar en analog reglerenhet (11) . _ ' '

7. Ventilator enligt krav 6, k ä n n e t e c k_n a d av att en mikroprocessor (12)~ kompenserar för onoggrannheten hos den analoga reglerenheten (ll). ngn-___