Устройство для измерения дыхательного объема Советский патент 1991 года по МПК A61B5/91 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для измерения объема вдоха и минутного объема дыхания в аппаратах искусственной вентиляции легких.

Наиболее близким к известному является устройство, содержащее несколько счетчиков, запоминающих устройств, дешифраторов, задающих каскадов и индикаторных блоков, (Хозяйственный патент DD-PS 229266, А 61 М 16/00, 1985).

Недостаток известного устройства состоит в том, что на точность измерения вли- яет техническое умножение при определении минутного объема.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит переключатель 1 диапазонов, триггер 2, хронирующий блок 3, первый формирователь 4 импульсов, бистабильный мультивибратор 5, второй формирователь 6 импульсов, первый блок 7 задержки, второй блок 8 задержки, первый и второй счетчики 9 и 10 программируемые 4-декадные реверсивные, первая и вторая группы вентилей 11-17 и 18-24 соответственно, инверторы 25-28, транзисторы 29, 30 и 31, дешифратор 32, резистор 33, третий, четвертый и пятый транзисторы 34, 35 и 36 мультиплексные, цифровой индикатор, включающий индикаторное табло 37 (знака числа) индикаторные табло 38 и 39 и блок 40 распознавания вдоха. Связи между блоками устройства осуществляются в соответствии с формулой изобретения и чертежом.

Устройство позволяет управление и индикацию объема входа и минутного объема дыхания, которые осуществляются выборочно путем переключения клавиши переключателя 1 диапазонов триггером 2. При использовании микроэлектронных функциональных блоков, содержащихся в схеме, т.е. блоке 3 хронирования блоков 4,6 формирования импульсов и блоков 7, 8 задержки,

сл

С

о ю о о

00

ю

проходящие импульсы поступают на два программируемые 4-декадные реверсивные счетчихи 9,10. На стороне выхода оба счетчика 9 и 10 связаны через две группы задающих вентилей 11-24, которые из-за своих выходов с тремя состояниями особенно пригодны для взаимного соединения счетчиков 9 и 10. Chip enable- входы задающих вентильных схем 11-24 для управления через клавишу переключателя 1 диапазонов и триггера 2 подключены к бистабильному мультивибратору 5. Выходы с тремя состояниями задающих вентилей 11-24, через инверторы 25-28 и дешифратор 32 и через мультиплексные транзисторы 34-36 соединены с цифровым индикатором. Для управления десятичной запятой в измеренном значении, а также определенными сегментами или составляющими сегментами в знаке числа индикаторные табло 37-39 цифрового индикатора через транзисторы. 30, 31 связаны с бистабильным мультивибратором 5, а индикаторное табло 39 допол- - нительно связано с выходом блока 40 распознавания входа через транзистор 29. Кроме того, резистор 33 жестко соединен с корпусом и гарантирует, что Нри имеющемся объемном потоке, т.е. при последовательно переключенном транзисторе 29 и включенном диапазоне измерений объем вдоха высвечивается верхний сегмент знака +. При включенном диапазоне измерений минутный объем -дыхания дополнительно регулируется транзистор 30, так что высвечивается также нижний сегмент знака +. С помощью этой предложенной схемы, в которой для предоставления заданных потенциалов на управляющих входах и для сброса показаний, предназначены для объема входа, счетчик 9 на стороне входа связан с блоком 40 распознавания вдоха, блоком 4 формирования импульсов и блоком 7 задержки, а счетчик 10 связан на стороне входа с хронирующим блоком 3, блоком 6 формирования импульсов и блоком 8 задержки и предназначен для минутного объема дыхания; благодаря выбранному переключению двух циклов программирования работает ,как суммирующий счетчик и удваивает каждый поступающий импульс, при этом реализуются следующие функции.

Измерение объема входа.

Импульсы (точка Е), пропорциональные объемному потоку вдоха, поступают на вход IN1 счетчика 9 и на вход блока 40 распознавания вдоха и при поступлении серии импульсов с Н-сигналом на выходе через блок 4 формирования импульсов загружают управляющие входы LM1 и LM2 Н-сигналом,

так что с наличием стой кого L-потенциала на входах программирования РЗ, Р4 устанавливается режим работы 1. Тем самым в запоминающем устройстве опроса и на

двоично-кодированных десятичных выходах имеется хранимое в памяти от предыдущего вдоха число импульсов. С помощью использованных цифровых выходов DO, D1, D2, допускающих индикацию максимально

999 импульсов, что соответствует объему вдоха 9,99 л , может известным способом осуществляться индикации хранящейся в запоминающем устройстве счетчика 9 информации, если на chip enable входах задающих вентилей 11-17 имеется L-сигнал. Последний генерируется бистабильным мультивибратором 5, который после нажатия клавиши переключателя 1 диапазонов через триггер 2 создает попеременно на обоих выходах L- и Н-потенциал. Показание хранимого в памяти объема вход актуализируется, если в конце следующего входа со скачком H/L на выходе 40 распознавания вдоха в блоке 4 формирования импульсов в течение

примерно 1 мс генерируется L-сигнал и последний подается на входы LM и LM2 счетчика 9. В результате этого кратковременно действует режим работы 11, т.е. новое фактическое показание счетчика перенимается

на запоминающее устройство опроса. Только после этого на входах LM1 и LM2 вновь появляется Н-сигнал, что ведет к повторному включению режима работы 1 и тем самым к запоминанию и индикации нового показания счетчика до конца следующего вдоха. Счетчик 9 после передачи результата запоминающему устройству опроса сбрасывается посредством того, что из кратковременного L-сигнала блоком 7 задержки с временной задержкой относительно LM1 и LM2 формируется Н-импульс и подается на RES-вход.

Измерение минутного объема дыхания. Счетчик 10 работает как суммирующий

счетчик вследствие следующей загрузки входов программирования: Р1 Открыт (тем самым внутренний Н), на Р2 имеется L Поэтому вследствие соединения входов IN1 и I 2/P 5 он удваивает каждый импульс.

поступающий из точки Е. Блок 3 хронирования создает каждые 30 с скачок H/L, который подается на управляющие входы LM1 и LM2 счетчика 1. Тем самым, как у счетчика 9, сначала включен режим работы I и каждые

30 с кратковременно включается режим работы II, в то время как через блок 8 задержки осуществляется внутренний сброс счетчика 10. Показание счетчика 10 на двоично-кодированных десятичных выходах через 30 с в результате удвоения импульсов соответствует дыхательному объему за 1 мм.

Путем использования цифровых выходов D1, D2 и D3 счетчика 10 можно извест- ным образом индицировать максимально 9999 импульсов, что соответствует 99,9 л мин. Предпосылкой это также является сигнал на chip enable-входах задающих вентилей 18-24, который поступает из бистабильного мультивибратора 5.

Оптическое различение обоих диапазонов измерения и распознавания вдоха.

Оптическое различение включенного диапазона измерений осуществляется с по- мощью переключения десятичной запятой индикатора и высвечивания вертикальных частей сегмента знака числа на индикаторном табло 39. В диапазоне Объем вдоха инверсный вход бистабильного мультивиб- ратора 5 проводит Н-сигнал в результате чего задающий транзистор 31 проводит и за цифрой на индикаторном табло 37 высвечивается десятичная запятая. Одновременно во время вдоха Н-сигнал. на выходе блока 40 распознавания вдоха последовательно переключает транзистор 29, в результате чего высвечивается только верхняя половина вертикальной части сегмента на индивидуальном табло 39, так как через резистор 33 имеется прочное соединение с корпусом.

Так как Н-сигнал на стороне выхода блока 40 распознавания вдоха имеется только во время вдоха, высвечивание верхней час- ти сегмента одновременно является оптической сигнализацией имеющегося объемного потока.

В диапазоне Минутный объем дыха- ния неинверсный выход бистабильного мультивибратора 5 проводит Н-сигнал, который последовательно переключает транзистор 30, что обуславливает высвечивание десятичной запятой позади цифры на инди- каторном табло 38 и обеих вертикальных частей сегмента знака числа на индикаторном табло во время вдохов.

Формула изобретения Устройство для измерения дыхательного объема, содержащее два счетчика с интегрирующим промежуточным запоминающим блоком, N задающих вентилей с управляющими входами, дешифратор, дискретный цифровой индикатор, транзисторные ключи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены резистор, четыре инвертора, последовательно соединенные блок распознавания вдоха, первый формирователь импульсов и первый блок задержки, вход которого подключен к LM1- и ЬМ2-входам первого счетчика, а инвесрный выход - к RES-входу первого счетчика, также последовательно соединенные хронирующий блок, второй формирователь импульсов и второй блок задержки, выходы которого подключен к LM1- и 1 М2-входам, а инвесрный выход - к RES- входу второго счетчика, также последовательно соединенные переключатели диапазонов, триггер и бистабильный мультивибратор, неинвертирующий и инвертирующий выход которого соответственно соединен с управляющими входами первой и второй групп вентилей и через первый и второй ключевые транзисторы - с цифровым индикатором, при этом информационные входы первой и второй групп вентилей подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков, а выходы первого, второго и третьего вентилей объединены соответственно с выходами восьмого, девятого и десятого вентилей и подключены через третий, четвертый и пятый транзисторные ключи к цифровому индикатору, выход четвертого, пятого, шестого и седьмого вентилей соединен соответственно с выходом одиннадцатого, двенадцатого, тринадцато- го и четырнадцатого вентилей и через инверторы и дешифратор подключены к цифровому индикатору, который через транзистор соединен с выходом блока распознавания вдоха и через резистор - с земляной, шиной.

u,A

ОН

Изобретение предназначено для измерения объема вдоха и минутного объема ды- хания в аппаратах искусственной вентиляции легких Устройство содержит переключатель диапазонов, триггер, хронирующий блок, формирователи импульсов, бистабильный мультивибратор, блоки задержки, счетчики программируемые 4-де- кадные реверсивные, две группы вентилей, инверторы, транзисторы, дешифратор, резистор, цифровой индикатор (табло), блок распознавания вдоха. Цель изобретения - повышение точности измерения. 1 ил.