SE409175B - Anordning vid en respirator for metning av till en patient tillford gasmengd - Google Patents

Description

1713464--1 ~ Zf värt om en direkt indikering av den ekvivalenta gasmängden per tids- enhet kan erhållas.

Genom tillämpning av föreliggande uppfinning, som uppvisar kännetecken enligt bifogade patentkrav, kan detta resultat crnås.

Ett utföringsexempel av uppfinningen beskrives i det följande i an- slutning till bifogade ritning, där fig l visar ett schema över gas- systemet i respiratorn och fig 2 visar ett schema över de i respira- torn ingående elektriska elementen. Eig 3 visar kurvor över vissa i anordningen ingående elektriska pulsserier.

Det i fig l visade gassystemet omfattar en gasblandare 1, till vilken över ledningar 2 och 3 kan tillföras gaser som kan bestå av oxygen resp lustgas. Gasblandaren l är över en ledning 4 an- sluten till en tryckregulator 5. Till ledningen 4 är vidare ansluten. en manometer 6. Från tryckregulatorn 5 ledes gasen genom en ledning 7 till en fluidistor 8. Denna är på känt sätt så utförd att den är självsvängande, så att den till ett inlopp tillförda gasen alterne- rande införes i två utlopp. Dessa sammanlöper därefter till en gemen- 7 sam utloppsledning 9. g .Genom fluidistorn 8 uppdelas den till fluidistorn tillförda gas- mängden i delvolymer, som sinsemellan är lika stora och som tillföres till utloppsledningen 9. Dessa delvolymer kan i ett valt utförings- exempel vara lika med 20 ml: I och för räkning av antalet delvolymer som passerar genom fluidistorn 8 är i en av dess utloppskanaler in- kopplat ett temperaturberoende motstånd, såsom en av en elektrisk ström uppvärmd platinatråd 10. Spänningen över detta motstånd uttages över en ledning ll och uppträder vid en anslutning betecknad S.

Gasen som genom ledningen 9 lämnar fluidistorn 8 passerar genom två seriekopplade ventiler 12 och 13, varefter den genom en ledning 14 tillföres till ett med patienten förenat organ, såsom en trakeal- tub.

Ventilerna 12 och l3 är påverkade dels av på ritningen visade fjäderkrafter dels av elektromagneter, varvid ventilen 12, som tjänstgör som en varnings- och säkerhetsventil, är öppen när dess elektromagnet är strömförande genom att en spänning tillföres till en anslutning betecknad L. På i det följande närmare beskrivet sätt tillföres över en anslutning V styrspänning till elektromagneten för ventilen 13, så attdenunder förutbestämda tidsintervall öppnas för inblåsning av andningsgas i patienten och under mellanliggande tids- intervall stängs för att möjliggöra patientens utandning.

Innan en patient har nedsövts i sådan grad att en trakealtubáï kan införas, kan en ventilering av patienten med hjälp av en and- ningsmask vara önskvärd. För detta ändamål är till ledningen 9 anslu- ' 3 " 1713464-1 ten en ledning 15, som innehåller en av en elektromagnet styrd ven- til 16. I en styrledning till ventilens elektromagnet ingår en ströme brytare 17, och när denna sluts, öppnas ventilen 16 så att gas till- föres kontinuerligt till en till denna ledning ansluten andningsmask.

När ventilen 13 öppnas för inblåsning av andningsgas i patien- ten, kan gasmängderna som strömmar genom ledningarna 7, 9 och 14 bli så stora att dessa icke kan levereras från gasblandaren l och tryckregulatorn 5. Därför är till ledningen 7 ansluten en kapacitans i form av en behållare 18, som i ett valt utföringsexempel kan rymma en volym av 5 liter. Denna kapacitans uppladdas kontinuerligt med andningsgas genom tryckregulatorn 5 under de tidigare nämnda mellan- liggande tidsintervallen, och den levererar gas genom ledningarna 7, 9 och 14 under tidsintervallen då inblåsningen sker. Denna in- blåsning sker under en tidsintervall som är avsevärt mycket kortare än de nämnda mellanliggande tidsintervallen.

Såsom ovan nämnts uppdelas med hjälp av fluidistorn 8 gasflödet genom ledningarna 7 och 9 i delvolymer som sinsemellan är lika stora.

För bestämning av den gasmängd som tillföres till patienten kan där- för antalet delvolymer under ett visst tidsintervall bestämmas. Med hänsyn till att trycket på gasen emellertid är inställbart för att möjliggöra en önskad ventilering av en patient måste den så bestämda gasmängden kunna reduceras till en ekvivalent gasmängd av ett förut- bestämt tryck, exempelvis atmosfärstryck. För detta ändamål är till .ledningen 7 ansluten en tryckgivare l9, vilken är så utförd att vid en med tryckgivaren förenad anslutning P uppträder en mot gastrycket i ledningen 7 proportionell elektrisk spänning. Tryckgivaren 19 kan på i och för sig känt sätt innehålla ett piezo-resistivt motstånd.

Såsom framgår av fig 2 är det temperaturberoende motståndet 10, som ingår i den med streckade linjer antydda fluidistorn 8, anslutet mellan punkten S och jord. Motståndet 10 uppvärmes av en ström som tillföres från en anslutning plus genom ett regleringsmotstånd 20.

När gasströmmen från ledningen 7 till ledningen 9 passerar genom fluidistorn 8, kommer gasströmmen att pulsera i det utlopp av flui- distorn, i vilket det temperaturberoende motståndet 10 är anordnat.

Som följd härav ändras motståndsvärdet för motståndet l0 perio- diskt, och en varierande spänning uppträder vid anslutningen S.

Denna tillföres till en förstärkarkedja, vilken i fig 2 symboliskt representeras av operationsförstärkare 21. I utgångsledningen 22 kommer då att uppträda en fyrkantvåg såsom markeras i fig 2. Denna tillföres till ett pulsformande nät 23, så att i dess utgångsledning 21713464-1- i i - 4 - 24 uppträder en serie pulser, varvid varje puls motsvarar ett omslag i fyrkantvågen. Antalet pulser som under ett visst tidsintervall upp- träder i utgångsledningen 24 är ett mått på den gasmängd som under 'samma tidsintervall passerat genom fluidistorn 8.

Inblåsningsfrekvensen liksom förhållandet mellan inblåsningstid och utandningstid under en period kan väljas godtyckligt. Sålunda kan manöverström tillföras till elektromagneten i ventilen l3 med sådan frekvens att ca 20 inblåsningar per minut åstadkommas. I föreliggande fall antages dock att medelst ventilen 13 åstadkommes 60 inblåsningar per minut, varjämte förhållandet mellan inblåsningstid och utandnings- tid väljes så att inblåsning sker under 0,22 sekunder och utandning under mellanliggande tidsintervall på 0,78 sekunder.

Styrsignalen till ventilen 13 erhålles ur nätfrekvensen 50 Ha vilken tillföras till anslutningar 25 och i ett nät 26 av i och för sig känt utförande, underkastas likriktning och frekvensdelning, så att i utgångsledningen 27 från nätet 26 erhålles en pulsfrekvens på l Hz som åskådliggöres av kurvan A i fig 3. Denna pulsfrekvens till- föres till en monovippa 28, som är så dimensionerad att vid dess ut- gång 22 uppträder en fyrkantvåg enligt kurvan B i fig 3. Den har en viss amplitud under 0,22 sekunder och en annan amplitud under 0,78 ~sekunder. Den tillföres över en inverterare 30 till anslutningen V, och följaktligen till ventilen l3 varigenom denna kommer att perio- diskt vara öppen under 0,22 sekunder och stängd under 0,78 sekunder.

Pulsfrekvensen på l Hz, som uppträder vid ledningen 27 tillföras även till en andra monovippa 31, vilken är så dimensionerad att vid ' dess utgång 32 uppträder°en-fyrkantvåg enligt kurvan C i fig 3 somuv uppvisar sinsemellan olika amplituder under 0,25 resp 0,75 sekunder.

Denna fyrkantvåg styr en_grindkrets 33, vilken är inkopplad mellan det pulsformande nätet 23 och en binärräknare 34. De båda monovippor- na 2& och 31 är sinsemellan så synkroniserade att grindkretsen 33 är öppen för att låta pulserna i ledningen 24 passera till räknaren 34 under en tid på 0,25 sekunder, samtidigt som ventilen 13 är öppen för inblåsning av gas till patienten.

-Binärräknaren 34 omvandlar de inkommande pulserna till ett 8- bitars parallell binär ord, som över ett antal förbindelseledningar 35 överförs till ett register 36 som är sammansatt av 8 st vippor. gDenna överföring sker varannan sekund under inverkan av en genom en ledning 37 tillförd styrpulsÅ Denna alstras med hjälp av en bistabil vippa 38 och tvâ sinsemellan seriekopplade monovippor 39 och 40, som ' 5 ' 7713464 1 är anslutna till utgångsledningen 32 från monovippan 31 och som till- sammans åstadkommer en frekvenshalvering. I fig 3 representeras ut- gångssignalen från den bistabila vippan 38 av kurvan D och utgångs- signalen från monovippan 39 av kurvan.E. I ledningen 37 uppträder sålunda varannan sekund en puls enligt kurvan F i fig 3 som tillföres till binärräknaren 34 så att denna nollställes och en ny mätcykel kan påbörjas. Från förbindelseledningen 41 mellan monovipporna 39 och 40 går vidare en styrledning 42 till registret 36, och i denna ledning 42 uppträder pulsserien enligt kurvan E med en frekvens på 0,5 Hz, som styr inläsningen i registret 36.

Styrsignalerna från registret 36 överföres till en digital-ana- logomvandlare 43 till vars utgång är anslutet ett visarinstrument 44 över en förstärkarkedja, som i fig 2 schematiskt representeras av en operationsförstärkare 45.

Utslaget på visarinstrumentet 44 kommer att bli proportionellt mot det antal pulser som under varje mätperiod inlagras i registret 36. Ett större antal inlagrade pulser svarar sålunda mot ett större utslag på visarinstrumentet. Med kännedom om att varje puls så som ovan nämnts svarar mot en genom fluidistorn 8 passerande gasmängd kan därför instrumentet 44 graderas i exempelvis liter per minut.

Som ovan nämnts är det önskvärt att kunna fastställa vilken ek- vivalent gasmängd av ett visst tryck, exempelvis atmosfärstryck, som den till patienten tillförda gasmängden motsvarar. För detta ändamål är den tidigare nämnda tryckgivaren 19 ansluten till gasledningen 7, så att vid anslutningen P en spänning uppträder som är proporticnell mot gastrycket i ledningen 7. Denna spänning tillföres till anslut- ningen P i fig 2 så att den över ett kalibreringsmotstånd 46 kan till- föras till en styringång i digital-analogomvandlaren 43. Som resultat därav kommer utgângsströmmen från digital-analogomvandlaren 43 att svara mot produkten av spänningen vid anslutningen P och den från re- gistret 36 tillförda signalen. Visarinstrumentet 44 kan därför grade- ras till att ange ekvivalent gasmängd av ett visst tryck, exempelvis atmosfärstryck.

Claims (5)

vindar-erg - 6 - P a t e n t k r_a v

1. l. Anordning vid en respirator för mätning av till en patient tillförd gasmängd, varvid i_en tillförselledning (7, 9) till patien- ten är inkopplat ett organ (8) för uppdelning av gasflödet i delvo- lymer av förutbestämd storlek, vilket organ är anordnat att för var- je genom organet passerande delvolym alstra en elpuls, varjämte de så alstrade elpulserna tillföres till en binär räknare (34) för räk- ning av de.under ett visst tidsintervall avgivna elpulserna, k ä n n e t e c k n and av att till den binära räknaren (34) är' ansluten en digital-analogomvandlare (43) för alstring av en mot antalet pulser per tidsintervall svarande analog signal, varjämte i eller i anslutning till tillförselledningen (7, 9) är anordnat ett tryckkännande organ (19), som i beroende av gastrycket i tillförsel- ledningen alstrar en elektrisk styrsignal som tillföres till digi- tal-analogomvandlaren (43) för korrigering av den av denna avgivna signalen till att avse delvolymer av visst normaltryck, exempelvis atmosfärstryck.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att det tryckkännande organet (19) omfattar ett piezo-resistivt motstånd.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att det piezo-resistiva motståndet är anslutet till en ingång på digital- analogomvandlaren (43) över ett kalibreringsmotstånd (46).

4. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att det i tillförselledningen (7, 9) till patienten inkopplade organet (8) utgöres av en självsvängande fluidistor med två utgångar, varvid i den ena utgången är anordnat ett temperaturberoende motstånd (l0) såsom en av elektrisk ström värmd platinatrâd, varjämte till mot- ståndet (10) är anslutna förstärkande och pulsformande organ (21, 23) för alstring av elpulserna som tillföres till den binära räknaren (34) . ' '

5. Anordning enligt krav 4, k ä'n n e t e c k n a d av att för varje omslag av den över motståndet (10) alstrade rektangulära pulsspänningen av de förstärkande och pulsformande organen (21, 23) alstras en elpuls, varvid varje sådan elpuls svarar mot en genom fluidistorn (8) passerande delvolym av andningsgasen. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: