IT8249023A1 - Analizzatore di anidride carbonica nel flusso espiratorio finale per determinare la pressione parziale dell'anidride carbonica nel sangue arterioso di un paziente. - Google Patents
Analizzatore di anidride carbonica nel flusso espiratorio finale per determinare la pressione parziale dell'anidride carbonica nel sangue arterioso di un paziente.Info
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Description
..DESCRIZIONE
La-corredo.di_una._domanda-di.J3reve_tto_per__invenzione.
titolo :
Analizzatone dilanidride_carbonica neInflusso _espiratorio_finale_pe.r_.determinare la pressione parziale deH'anidride_carbonic a.ne1 .sangue__arterioso di un paziente"
RIASSUNTO
Sono descritti un apparecchio ed iljrela-i tivo procedimento per determinare la pressione parziale dell.?_anidride carbonica nel sangue arterioso di__u_n_pazijente. Il procedimento e 1*appareechio sono particolarmente utili nel caso in cui il pazien-i te si trovi sotto anestesia. La concentrazione del? 1*anidri de carbonica viene misurata in corrispondenza del flusso espiratorio finale del respiro esalato da un paziente. La concentrazione dell'ossido di azoto viene anche misurata in modo tale che i valori misurati della concentrazione dell?anidride carbonica possano essere corretti in conformit? con il va-; lore misurato,della concentrazione dell?ossido di azoto. Particolari lunghezze d'onda di rivelazione : sono descritte unitamente ad altri parametri dell?apparecchio per fornire un elevato livello di accuratezza
DESCEIZIONE
La presente invenzione si riferisce in generale alla strumentazione medica e^, pi? particolarmente, ad un procedimento e ad un apparecchio per de terminare la pressione parziale dell'anidride carbolnica nel sangue arterioso di un paziente.
In numerose situazioni cliniche, diventa desiderabile monitorare la concentrazione dell'ani-i dride carbonica nel sangue arterioso di un paziente sotto anestesia. Procedure invasive sono state concepite per ottenere questo risultato e comprendono il campionamento periodico del sangue arterioso e l'impiego di un catetere semi-permanente capace di monitorare direttamente la concentrazione dell'anidride carbonica. Il fatto che tali tecniche sono invasive le espone tutte ai problemi usualmente associati tali procedure, incluso il maggior rischi di infezione, trombosi, ecc.
E' noto che le concentrazioni dell'anidra de carbonica nell*ultima parte_di gas espirato dal polmone (flusso espiratorio finale) (end tidal). nei la normale^respirazione sono in relazione con la pressione parziale__delljanidride carbonica nel_sangue arterioso. Tuttavia, gli strumenti medici studiati per ottenere tale monitoraggio non sono stati.j cosi accurati oppure cos? versatili come s? potreb- ; be desiderare. Una parte della difficolt? deriva dal fatto che, nella camera operatoria, l'ossido di azol to, che ? comunemente presente in concentrazioni molto elevate nel respiro esalato da un paziente sotto anestesia, pu.? contribuire in maniera sostanziale all'errore della misura della concentrazione de11*anidride carbonica. Inoltre, le frequenze respira-Storie possono variare significativamente da un paziente all'altro, da una frequenza tipica di dieci respirazioni al minuto in un adulto a riposo fino a 120 respirazioni al minuto nei neonati in stato di difficolt? respiratoria. Una ulteriore complica- : z?one consiste nel fatto che il volume di gas disponibile dalle vie aeree del paziente per lTanalisi pu? essere molto basso, anche soltanto di 300 mi al! minuto.
Uno scopo della presente invenzione ? quello di fornire un perfezionato apparecchio e procedi-? mento per determinare la concentrazione dell'anidride carbonica nel sangue arterioso di un paziente.
Un altro scopo dell'invenzione consiste nel fornire un apparecchio ed un procedimento per determinare la concentrazione dell'anidride carbonica nel flusso espiratorio terminale nel respiro esalato di un pa-ziente sotto anestesia.
Un ulteriore e pi? generale scopo dell'invenzione ? quello di fornire un perfezionato analizzatore di gas capace di misurare accuratamente la concentrazione dell'anidride carbonica del respiro esalato in presenza di elevate concentrazioni di os~-sido di azoto.
Ulteriori scopi dell'invenzione appariranno evidenti a coloro che sono esperti nel ramo dalla seguente descrizione, presa insieme ai disegni allegatti. i.n cui.:
la figura 1 rappresenta una vista in pr?-: spettava schematica parzialmente esplosa dell'appa-! reechio costruito in conformit? con l'invenzione; ei la figura 2 rappresenta uno schema a blocchi della porzione elettronica dell'apparecchio della figura 1.
In via molto generale, l'apparecchio ed ! il procedimento della presente invenzione determinano la pressione parziale dell'anidride carbonica nel sangue arterioso di un paziente sotto anestesia mediante la rivelazione della concentrazione d?U'a-ji nidride carbonica nel flusso espiratorio finale delj respiro esalato dal paziente. La concentrazione del--' l'ossido di azoto nel respiro del paziente viene rivelata anche ed i valori rivelati della concentrazione dell'anidride carbonica possono essere corretti in
[conformit? con il valore rivelato della concentrazione dell'ossido di azoto.
L'apparecchio secondo la presente invenzi0-ne...? un analizzatore di gas a raggi infrarossi non :_ dispersivo il quale utilizza una sorgente di raggi infrarossi per produrre e dirigere l'energia infrarossa attraverso un miscuglio gassoso incognito contenuto in una cellula di campione. L'energia passan-1te attraverso la cellula di campione viene rivelata; IR vanirono venerati segnali elettrici che la raporesentano. Questi segnali vengono elaborati per pr?durre una uscita che indica la concentrazione di uno o pi? costituenti del gas nella cellula campione.
Tali analizzatori di gas utilizzano il principio che vari gas presentano caratteristiche di assorbimento sostanzialmente maggiorate in corrispondenza di specifiche lunghezzq-d'onda nello spettro della radiazione infrarossa. UN analizzatore di gas di questo tipo ? rappresentato e descritto nel brevetto statunitense No. 4.013.260, di McClatchie et al rilasciato il 22 Marzo 1^77 e ceduto alla cessionaria della presente invenzione . Un altro tipo di ania.-lit tore di gas a radiazione infrarossa non dispersivo ? rappresentato e descritto nel brevetto statimitense No. 3.^53.734, di Dimeff, rilasciato il 27 Aprile 1^76 e ceduto agli Stati Uniti di America.
Nella figura 1, la vista in prospettiva j schematica parzialmente esplosa illustra un analizzatore di gas a radiazione infrarossa non dispersivo. L?analizzatore di gas comprende una sorgente infrarossa 11 di conveniente progettazione, alimentata da un alimentatore di energia non rappresentato. La, sorgente 11 ? supportata su una staffa di montaggio 13 la quale viene montata in contatto termico con un dissipatore di calore alettato 15 per mezzo di una piastra di montaggio circolare 16. L'energia infraro? dalla sorgente 11 viene trasmessa attraverso una cellula di campione di gas 17 montata su un supporto iy, verso un rivelatore 21 montato su una pia-|-stra di supporto 20 e disposta in un'apertura 23 nel supporto ly. Il rivelatore 21 comprende un mezzo (non rappresentato) per mantenerlo ad una temperatura precisa. La cellula di campione 17 contiene un'apertura di entrata 25 ed un'apertura di uscita 27 per il rer spiro esalato del paziente, nonch? finestrelle 2y attraverso le quali viene trasmessa l'energia infra'' to verso l'apertura di entrata nella cellula di campione dalla via aerea del paziente per mezzo di una conveniente connessione a maschera, non illustrata.
Una rotella di filtro rotativo 31 e disposta parzialmente nel percorso del fascio infrarosso fra la sorgente e la cellula di campione. La rotella di filtro 31 comprende un organo di controllo (non rappresentato) per mantenerla ad una temperatura pr cisa ed a velocit? costante (come numero di giri al ? minuto). La rotella 31 ? fatte,ruotare da un motore 33 ^ attraverso un albero di trasmissione 35 per interporre periodicamente i filtri 37, 38 e 3? nel percorso dell'energia infrarossa passante attraverso la cellula di campione del gas. La rotella 31 comprende due ulteriori posizioni 40 e 41 rispettivamente denominate posizione di "riserva" e posizione di "livello scuro" .Un alloggiamento 43 racchiude e supporta la rotella di filtro 31 per la rotazione mentre un'apertura 45 ? prevista nell'alloggiamento 43 per permettere all'energia infrarossa di passare verso la cellula^di campione dopo il passaggio attraverso i filtri. TI percorso ottico ? rappresentato dalla linea tratteggiata 44.
Un filtro 37; denominato filtro di riferimento, viene scelto in modo da far passare energia con una lunghezza d'onda (nominalmente di 3,6^0 micron, per esempio) alla quale nessuno dei gas tipicamente* presenti nel respiro esalato del paziente presenter? un significativo assorbimento. In accordo con ci?, la luce passante attraverso la cellula di campione con questa lunghezza d?onda, che ? una lunghezza d?onda di riferimento, pu? essere usata per detenni nare l?attenuazione dell'energia infrarossa risultante da fattori diversi dall'assorbimento da parte del gas di interesse. Tali fattori possono coroprendere le variazioni dell?uscita di energia infra rossa della sorgente, il grado di trasparenza o nebulosit? delle finestrelle della cellula di campione ? e la degradazione dell?uscita del rivelatore. La larghezza di banda del filtro di riferimento 37 ? .pre--feribilmente stretta, per esempio approssimativamen^ te di 0,112 micron, per assicurare un canale che non risponda ad un qualsiasi gas presente nella cellula;. Questo canale serve come elemento di monitoraggio del percorso ottico "in ogni punto" dalla sorgente attraverso il rivelatore fino al pre-amplificatore.
Un altro filtro 38 nella rotella di filtro 31 viene scelto in modo da far passare energia in corrispondenza di una lunghezza d?onda di assorbimento dell'anidride carbonica.
Tipicamente, un paziente sotto anestesia inala una atmosfera specificamente formulata comprendente il 20$ di ossigeno, 1-4$ di agente anestetico (per esempio halothane, ethrane e penthane), il 20-80$ di ossido di azoto e la parte restante azoto. In accordo con ci?, il gas espirato in cui si deve misurare la concentrazione dell'anidride carbonica contiene una elevata concentrazione di ossido di azoto .
Tali elevate concentrazioni di ossido di azoto possono contribuire a formare due sorgenti di errore nella misurazione della concentrazione dell'anidride carbonica. La prima di queste sorgenti di errore , nota come interferenza spettrale, deriva dal fatto che lo spettro di assorbimento dei raggi infrarossi dell'ossido di azoto contiene una forte banda di assorbimento molto vicina alla banda di assorbimento del filtro per l'anidride carbonica. La seconda sorgente di errore ? nota come allargamento . delle righe spettrali e deriva dal fatto che gli ; spettri di assorbimento dell'anidride carbonica si allargano in presenza dell'ossido di azoto e possono comportare una maggiore risposta dell'analizzatore ad un miscuglio di gas tipico comprendente CO2 e NgO.
Allo scopo di eseguire misurazioni rapide della quantit? di anidride carbonica contenuta nel piccolo campione di respiro usando sorgenti di raggi infrarossi relativamente e-conomiche ed un rivelatore (per esempio seleniuro di piombo), viene usata una banda di assorbimento dell?anidride carbonica che ?i non soltanto un assorbitore molto forte della radiazione ma che ? anche priva di interferenza dal vapor d?acqua. La banda a 4,25 micron soddisfer? queste esigenze.
Il filtro di riferimento 37 ? collocato in una regione spettrale che ? esente dall?interferenza da altri gas. Nell?apparecchio della presente invenzione, la banda di assorbimento del filtro di riferimento ? collocata il pi? vicino possibile alla i banda di assorbimento del filtro 38 dell'anidride carbonica per ridurre al minimo la sensibilit? dello strumento alle variazioni della temperatura della sorgente. Tale stretta prossimit? alla lunghezza d'onda dell'anidride carbonica riduce l'effetto dely le variazioni della temperatura della sorgente sul-! la deriva dello zero per un fattore di 3.
In aggiunta al filtro di riferimento 37 ed al filtro 38 per l?anidride carbonica, l?apparecchio della presente invenzione incorpora un ulteriore filtro 3y nel percorso ottico che viene usato peir_ determinare la concentrazione dell'ossido di azoto nel campione. In accordo con ci?, con una determinazione della concentrazione dell'ossido di azoto, l'e5f fetto dell'errore dovuto all'allargamento delle righe spettrali nella misurazione dell'anidride carhonica in presenza di osido di azoto pu? essere corretto mediante l'utilizzazione della concentrazione miaurata dell?ossido di azoto in una conveniente formula di correzione. Per esempio, una formula come quella che segue fornir? la correzione per la con- 4 centrazione dell'ossido di azoto:
C0 = Civi (1 KC )
2
in cui: C? concentrazione di C0~ corretta, concentrazione di 00? misurata. C? ^ = concentratone di misurata e costante di allargamento delle righe spettrali che pu? essere determinata per via ? empirica.
Nella scelta della banda di assorbimento del filtro 3^ per ossido di azoto, vi sono auattro bande di assorbimento dell'ossido di azoto che sono esenti da interferenze da altri gas tipicamente usati in anestesia e che pertanto sono presenti nel respiro esalato di un paziente anestetizzato. Tali bande sono collocate a 3,6, 3,^, 4,08 e 4,55 microi rispettivamente. La banda a 4?55 micron assorbe qua si tutta la radiazione per concentrazioni di ossido di azoto del tipo tipicamente presente nel respiro esalato di un paziente sotto anestesia. Le bande di 3,6 e di 4,07 micron assorbono al disotto di alcuni percento di radiazione. Soltanto la banda a 3,a micron assorbir? una radiazione sufficiente (8$ dell'impulso) per essere utilizzabile per misurare l'ossido di azoto nel gas campionato. Perci?, il filtro usato per misurare l?ossido d? azoto nella presente invenzione ? collocato a 3?875 micron con una; larghezza di banda approssimativamente di 0,155 micron. In conformit? con la precedente discussione, questa lunghezza d'onda viene scelta in modo che non vi sia alcun assorbimento significativo dai gas contenuti nella cellula che non siano l'ossido di .azo-' to.
La posizione di riserva 40 ? fornita per permettere la rivelazione di un gas supplementare. La posizione di livello scuro 41 ? una porzione nera della rotella di filtro che serve come riferimento della radiazione assoluta. La rotella di filtro 31 ? preferibilmente controllata per temperatura in modo da fornire questo livello di riferimento di radiazione assoluto.
Allo scopo di far fronte alle frequenze respiratorie comprese fra 10 respiri al minuto e 120 respiri al minuto, si richiede un rapido tempo di risposta nell?apparecchio della presente invenzione, Inoltre, una tipica portata di flusso di gas disponibile dalle vie aereed i un paziente pu ? anche essere soltanto di 50 mi al minuto. Per adattars-i a tali fattori, la presente invenzione utilizza un tempo di risposta di 150 millisecondi o meno. A questo scopo, si usa una piccolissima cellula di campi? ne di gas avente un volume inferiore a circa 25 mi-; crolitri e preferibilmente approssimativamente 20 ' microlitri. Con una portata di flusso di 50 min ilitri al minuto, una cellula di campione di 20 mi- j crolitri viene riempita in 24 millisecondi. Teoricamente, il tempo di risposta pneumatica 10-ii0$ si verifica in 2,3 tempi di riempimento o colmamento op-1 pure un tempo totale di 55 millisecondi. Progettando l'elettronica con un tempo d? risposta di circa 50 ? millisecondi, si ottiene un tempo di risposta tota-? le di poco pi? di 100 millisecondi, molto all'interno del tempo desiderato.
L'apparecchio dell'invenzione ? tipicamente applicato alle vie aeree di un paziente attraverso un catetere di campionamento che consiste di un tubici? no di 3-8 piedi, pari a 0,b> e 2,4 metri, del diame-; tro di 0,040 pollici, pari a 1 cm. Una certa degradazione di una brusca variazione della concentrazione; del gas nell'entrata del catetere si verifica seni- j pre quando il gradiente di concentrazione procede verso l'apparecchio. Tutti questi contributi al temjpo di risposta si combinano per fornire un tempo di^ risposta complessivo inferiore a 150 millisecondi, con ima portata di flusso di 50 mi al minuto.
_ Con riferimento ora alla jfigura 2, |Lrappresentato uno schema a blocchi che illustra il funzionamento del circuito di elaborazione dei segnali dell1invenzione . I segnali dall?uscita del rivelatore vengono applicati attraverso un condensatore 101i ad un amplificatore 103 con controllo automatico dii guadagno. L'uscita dell'amplificatore 103 viene appl?cata_attraverso jun resistore 105 all'ingresso negativo di un pre-ajnplificatore 106. l?'ingresso posi1 tivo ? collegato a massa ed un resistore di retroazione 107 viene collegato dall'uscita dell*ampiificator? 103 al suo ingresso negativo. L'uscita del j pre-amplificatore viene applicata attraverso un coni densatore 10b all'ingresso positivo di un amplificai tore 111. L'ingresso negativo dell'amplificatore I 111 viene collegato all'uscita dell'amplificatore Un interruttore di livello di scuro 110 fissa l'in-j gresso positivo dell?amplificatore a massa durante ; i periodi in cui il fascio infrarosso ? bloccato, come ? noto nella tecnica.
L?uscita dell?amplificatore 111 viene ap-l placata attraverso un resistore 112 ad un ulteriore' amplificatore 113 nel suo ingresso negativo. Unr esistore di retro-azione 114 collega l?uscita de11?am-. plificatore 113 al suo ingresso negativo.
L?uscita del rivelatore 21, dopo amplificazione nel pre?amplificatore 103 e nell'amplificatore 111 di controllo autpmatico di guadagno, viene applicata sequenzialmente a tre diversi canali, precisamente il canale di riferimento 115, il canale 117 per l'anidride carbonica ed il canale 11?J per l'os?. sido di azoto. L'applicazione sequenziale nel momen? to appropriato viene fornita attraverso i commutatori analogici 123, 125 e 127? rispettivamente, i quali sono controllati in modo da chiudersi in tempi_ appropri ati corrispondenti al filtro particolare che ? interposto nel percorso dell?energia infrarossa. Inoltre / 1'interruttore 110 ? similmente controlla-, to in modo da chiudersi quando lfenergia infrarossa e bloccata.
I segnali di temporizzazione vengono generati_ appli_cando i segnali di us_cita d_el rivelatore ad un auto-sincronizzatore 131. L?auto-sincronizzato- -re 131 fornisce segnali di useita all?interruttore ? di bloccaggio o di livello di_scuro 110, all*inter-l|^ rutjtore 123?del canale di riferimento, all?interrutl
tpre 125 del canale dell?anidride carbonica ed all?interruttore 127_del canale dell?ossido di azoto.
Si do vrebbe notare a questo punto che uno o pi? uljteriori canali possono essere fom iti cos? come si j desidera, identicamente ai canali per l?anidride carbonica e per l?ossido di azoto che verranno descritti in seguito se si debbono monitorare ulteriori gas.
In tal caso, 1?auto-sincronizzatore pu? essere atto
a forn ire ulteriori segnali di sincronizzazione secondo la necessit?. L*auto-sincronizzatore pu? essere di qualsiasi progettazione conveniente ma prefe-f ribilmente ? costruito in conformit? con quello rapp presentato e descritto nel brevetto statunitense
No. 4.241.30y.
Ciascuno 'dei tre canali 115, 117 e 1iy ? fornito di un amplificatore 151, 153 e 155, rispettjivamente, attraverso i quali viene applicato il segnale dall?interruttore analogico. Un condensatore
167, I6y e 171, rispettivamente, collega gli ingressi positivi degli amplificatori in ciascun canale a
massa.
L'amplificatore 151 ? fornito di un resisto re_dij^troazio^ne^ 73_il quale viene_collegato alla presa variabile 176 di una rete partitrice di tensione attraverso un resistore 175. La rete partitrice di tensione comprende i resistor! in serie 177, 17^ e 181 che collegano una sorgente 183 ?i poten- j ziale positivo a massa. La variazione della presa variabi le__176.controlla._i.l__guadagno__composito__de1 canale_ 115,_la_cui uscitajviene collegata nuovamente all 'amplificatore 103 con controllo_automatico_di _ j_ guadagno_,_.Me_diante una._opportuna.scelta del..punto di ?funzionamento? della__pre.sa_variabile 176,_durante_1_1in-!tervallo _del_segnale_ di_riferimento_,_,il .guadagno.del_ _sistema_ve rr? re.golato,__in?conformit? con il desiderato_.livello _di_riferimento, come,__?_noto_nella .tecnica_ degli analizzatori._di gas_a_.raggi_._infrarossi.
i _ IL canale,JM7__per _l_'_anidride carbonica e_d'_ i1,._canale_ 1 per l'ossido di azoto sono identici ;In..acco_rdo_con ci?, una ulteriore descrizione dettaigliata_ sar? data soltanto con riferimento al canale: 1_17 per l'anidride carbonica. Componenti del canale 112 per l'ossido di azoto aventi funzioni simili a quelle del canale 117 sono stati contrassegnati con-_ identici numeri d? riferimento e sono stati dotati di apice.
L*amplificatore 153 nel canale 117 per l'anidride carbonica ? fornito di un circuito di azzeramento di massima che comprende un resistore 201 che collega l*uscita dell'amplificatore 153 al suo ingresso di polarizzazione. Il resistore 201 viene an che collegato attraverso un resistore variabile 203 ed un resistore fisso 205 a massa; La regolazione del resistore variabile 203 regola il livello di u-j scit adell*amplificatore 153 al livello desiderato ! per un funzionamento accurato e pu? essere predispoL sto in fabbrica durante la produzione.
L'uscita dell'amplificatore 153 viene app11-cata attraverso un resistore variabile 207 ed un rei1-sistore fisso 20? all'ingresso negativo d iun amplir ficatore 211. L'ingresso positivo dell'amplificatore 211 viene collegato a massa e l'ingresso negativo ! viene collegato attraverso un resistore fisso 213 ad una sorgente di potenziale negativo 215. Una rete di retroazione per limitazione della larghezza i di banda, comprendente la combinazione in parallelo di un condensatore 217 e di un resistore 21 viene collegata dall'uscita dell'amplificatore 211 al suo ingresso negativo. La variazione del resistore variab ile 207 regola l'uscita del canale al desiderauo xivexxo Taratura.
Quando nella cellula di campione non ? presente alcuna anidride carbonica, l'uscita de11'ampiificatore 211 ? nominalmente zero e l'uscita dell'ara plificatore 153 viene regolata ad un livello nominale per esempio di 5 volt. Se que sta uscita ? di 5 volt quando non ? presente alcuna anidride carbonica, 1'inlt tra duzione di un dato livello di concentrazione di ! ^ anidride carbonica nella cellula di campione provoca il fatto che la tensione di uscita dell'amplificatore 153 presenti una variazione di corrisponden? te entit?. Le anomalie del sistema elettro-ottico ?dell1analizzatore di gas possono provocare il fatto1 che la tensione di uscita dell'amplificatore 153 eresenti un effetto di deriva nel corso di un periodo di tempo. Per esempio, se la tensione di uscita dell'amplificatore presenta una deriva fino ad un punto al quale il livello di uscita ? di 4 volt quando non ? presente alcuna anidride carbonica (e con l'uscita dell'amplificatore 211 regolata a zero), la presenza di un dato livello di anidride carbonica nella cellula di campione varier? l'uscita dell'amplificatore. Per assicurare che la variazione percentuale in queste circostanze sia identica a quella che si verifica quando l'uscita nominale ? di 5 volt, il circuito ? progettato in modo da evitare gli errori di intervallo.
Il resistore variabile 207, insieme_con _ il complesso circuitale associato agli amplificatori .15.3_e_21.1f-_compensa_la_possibilit?___di errore di intervallo (span error). La regolazione del resistore variabile 207 viene fatta portare l?uscita nominale di tensione dell?amplificatore 211 ad una uscita zero. La variazione percentuale in tale uscita risultante dalla presenza dell'anidride carbonica nella cellula di campione sar? identica a prescindere dalla tensione effettiva che si trova nell'uscita dell?_ampli_ficatore 153? In accordo con ci?, il sistema ? stabilizzato per intervallo.
L'uscita dell?amplificatore 211 viene applicata attraverso un termistore 221 che compensa il sistema per le variazioni della temperatura ambiente, particolarmente del gas nella cellula di campione, che possono comportare una variazione dell?assorbimento del gas. Il termistore 221 lascia passare il segnale di uscita dall'amplificatore 211 all'ingresso negativo di un amplificatore 223? L'ingresso positivo dell'amplificatore 223 viene collegato a massa ed un resistore di polarizzazione 225 collega a massa l'ingresso negativo. L'uscita dell?amplifies t variabile 227 ed un resistore fisso 22^ al suo ingresso negativo per fornire una regolazione di massima o regolazione approssimata delle caratteristiche di intervallo del canale. La regolazione dell'ii1-tervallo o della portata di massima in presenza di im conveniente gas di taratura nella cellula di campicile pu? essere effettuata in fabbrica, la regolazione fine o di precisione viene fornita da un resistore variabile in serie 231 collegato all'uscita dell'am4 plificatore 223 e controllabile dal pannello di comando dell'apparecchio, non rappresentato.
Il resistore variabile 231 viene collega-: to in serie con un resistore fisso 233 all'm gresso negativo di un amplificatore 235. L?ingresso positivo dell?amplificatore 235 viene collegato a massa ed un resistore di retroazione 237 viene collegato dall'uscita dell'amplificatore 235 al suo ingresso negativo. L'amplificatore 235 serve per la somma in un segnale di diafonia che viene applicato ad esso dal canale 11b per l'ossido di azoto attraverso un resistore 23^. L'uscita dell'amplificaatore 235 sul terminale 252 rappresenta il segnale relativo all'anidride carbonica che misura la concentrazione dell'anidride carbonica nella cellula di campione.
Per fornire una compensazione per la diafonia o interferenza incrociata (cross-talk) nel canale p?r l'ossido di azoto, l'uscita dell'amplificatore 235 viene anche applicata attraverso un resistore 241 all'ingresso negativo di un amplificatore inveri titore a guadagno unitario 243. L'ingresso positivo! dell'amplificatore 243 viene collegato a massa ed un resistore di retroazione 245 collega l'uscita dell'amplificatore 243 ?on il suo ingresso negativo.
L'uscita dell'amplificatore 243 viene applicata ad un resistore variabile 247 che presenta una presa variabile 24^. La regolazione della presa variabile 24^ in fabbrica sul livello desiderato viene effettuata per ridurre al..minimo l 'interferenza_inc_roc_i.a? ta fra i canali.
Durante il funzionamento, l'apparecchi o illu strato fornisce un segnale di uscita continuo su ciascun esulale J_17_e_ 11b> sui terminali_252 e 254., ri spettivamente. Anche se il segnale sul terminaie 254 che rappresent a NO^ rimarr? sostanzialmente costan te attraverso Jtutto il ciclo di respirazione del paziente lettura di CO^ _sul^terminaie 252_ vari er?. TIpicarnente, questa lettura raggiunge un picco nel flusso^ espiratorio terminale del respiro del paziente ed ? proprio questa porzione del se-?
Claims (22)
1. Procedimento per determinare la pressione parziale dell'anidride carbonica nel sangue ! arterioso di un paziente sotto anestesia consistente nel rivelare la concentrazione dell'anidride carbonica nel flusso espiratorio terminale del respiro e-r~ salato da un paziente, nel rivelare la concentrazione dell'ossido di azoto nel respiro del paziente e nel correggere i valori rivelati della concentrazione diill'anidride carbonica in conformit? con i valori rivijiati della concentrazione dell'ossido di azoto.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui le misurazioni vengono effettuate su base di respiro per respiro.
3. Procedimento secondo la rivendicazione; 1, in cui il valore rivelato della concentrazione d?il'anidride carbonica viene corretto mediante moltiplicazione per l'unit? e somma del prodotto di una co-' stante moltiplicata per il valore rivelato della concentrazione dell'anidride carbonica.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la concentrazione dell'anidride carbonica viene rivelata mediante misurazione de_ll'assorbimento infrarosso dell''anidride carbonica ad una lunghe,zza d'onda nominale di circa 4,24 micron ed in cui l? concentrazione dell'ossido di azoto viene rivelata mediante misurazione dell'assorbimento infrarosso dell'ossido di azoto ad una lunghezza d'onda nominaile di circa 3,!y micron.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui tali misurazioni vengono riferite all'assorloimento infrarosso ad una lunghezza d?onda nomin.3.-le di circa 3?75 micron.
6. Procedimento secondo la rivendicazione, 4, in cui le larghezze di banda alla lunghezza d'onda nominale dell'anidride carbonica ed alla lunghezza d'onda nominale dell'ossido di azoto sono inferiori a circa 0,1 micron.
7. Procedimento secondo la rivendicazione
5 -r in cui le larghezze di banda alla lunghezza d'onda di riferimento nominale sono inferiori a circa 0,12 micron.
8. Apparecchio per determinare la nressio? ne parziale dell'anidride carbonica nel sangue arterioso di un paziente sotto anestesia, comprendente : mezzi ner rivelare la concentrazione dell'anidride carbonica nel flusso espiratorio terminale del respiro esalato di un paziente e per produrre un segnale proporzionale ad essa, mezzi per rivelare la concentrazione dell'ossido di azoto nel respiro del paziente?e per produrre un segnale proporzionale ad essa nonch? mezzi per correggere il valore rivelato della concentrazione dell'anidride carbonica in cor formit? con la concentrazione rivelata dell'ossido di azoto.
i*. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi di rivelazione comprendono un a cellula di campione per contenere il respiro esala-j to dal paziente, mezzi per far passare un fascio di; radiazione infrarossa attraverso detta cellula di ; campione e mezzi per rivelare l?assorbimento della radiazione infrarossa passante attraverso la cellula di campione a lunghezze d?onda alle quali tale radiazione infrarossa viene assorbita dall'anidride carbonica e dall?ossido di azoto, rispettivamente.
10. Apparecchio secondo la rivendicazione1
b comprendente mezzi di filtro per fornire una misurazione dell?assorbimento infrarosso da parte dell'anidride carbonica ad una lunghezza d'onda nominale di 4,2 micron e per fornire una misurazione del-} l?assorbimento da parte dell?ossido di azoto ad una! lunghezza d?onda nominale di 3?^ micron.
11. Apparecchio secondo la rivendicazione 10, ulteriormente comprendente mezzi di filtro di ; riferimento per la misurazione dell?assorbimento infrarosso ad ina lunghezza d?onda nominale di riferimento di 3?75 micron.
12. Apparecchio secondo la rivendicazione 11, in cui le larghezze di banda di detti mezzi di Aiii<ro per -anidride carbonica e per l?ossido di azoto sono inferiori a circa 0,1 ed in cui le larghezze di banda per il filtro di riferimento sono inferiori a 0,12.
13. Apparecchio secondo la rivendicazione
y , in cui il volume di detta cellula di campione ? : inferiore a circa 25 microlitri.
14. Apparecchio secondo la rivendicazione 11, comprendente mezzi per la normalizzazione di intervallo 0 di portata del segnale di uscita di concentrazione dell?anidride carbonica.
15. Apparecchio secondo la rivendicazione 14? in cui detti mezzi di normalizzazione comprendono mezzi ad amplificatore, primi mezzi a resistenza variabile collegati inula configurazione di retroazione dall'uscita di detti mezzi ad amplificatore alla loro entrata, per la regolazione approssimata e secondi-mezzi a resistenza variabile collegati in serie con l'uscita di detti mezzi ad amplificatore per la regolazione di precisione.
16. Apparecchio per rivelare la concentrazione dell'anidride carbonica nel flusso espiratorio terminale di un respiro esalato da un paziente in pr senza di ossido di azoto, comprendente una cellula di campione per contenere il respiro esalato dal paziente, mezzi per far passare un fascio di radiazione infrarossa attraverso detta cellula di campio-7 ne e mezzi per rivelare l'assorbimento della radiazione infrarossa passante attraverso detta cellula ! di campione a lunghezze d'onda alle quali tale radiazione infrarossa viene assorbita dall'anidride car-1? bonica e dall'ossido di azoto, rispettivamente.
17. Apparecchio secondo la rivendicazione 16 T comprendente mezzi di filtro che forniscono unai misurazione dell'assorbimento infrarosso da parte i dell'anidride carbonica ad una lunghezza d'onda no-I: minale di 4.2 micron e per fornire una misurazione dell'assorbimento da parte dell'ossido di azoto ad una lunghezza d'onda nominale di 3,2 micron.
18. Apparecchio secondo la rivendicazione: 17, ulteriormente comprendente mezzi di filtro di riferimento per la misurazione dell'assorbimento infrarosso ad una lunghezza d'onda nominale di rife- : rimento di 3,75 micron.
1y. Apparecchio secondo la rivendicazione 18, in cui le larghezze di banda di detti mezzi di filtro per l'anidride carbonica e per l'ossido di azoto sono inferiori a circa 0,1 ed in cui le larghezze di banda per un filtro di riferimento sono inferiori a 0,12.
20. Apparecchio secondo la rivendicazione 16, in cui il volume di detta cellula di campione ? inferiore a circa 25 microlitri.
21. Apparecchio secondo la rivendicazione 18, comprendente mezzi per la normalizzazione di portata o di escursione del segnale di uscita di concentrazione dell?anidride carbonica.
22. Apparecchio secondo la rivendical one ,i 21. in cui detti mezzi di normalizzazione comprendono mezzi ad amplificatore, primi mezzi a resistenza! variabile collegati in una configurazione di retroazione dall'uscita di detti mezzi ad amplificatore alla loro entrata, per la regolazione approssimata e secondi mezzi a resistenza variabile collegati ini serie con l'uscita di detti mezzi ad amplificatore per la regolazione di precisione.
filtro per l^anidride_ carbonica e per^l'ossido di azoto sono inferiori a circa 0,1 ed in cui le larghezze. di banda per il filtro di riferimento sono inferiori a 0,12.
13. Apparecchio secondo la rivendi cazione in cui il volume di detta cellula di campione ? inferiore a circa 25 microlitri.
14. Appareechio secondo _1a_rive ndic azione _ 1 1, comprendente mezzi per la normalizzazione di intj?rvallo_o di portata del segnale di uscita di concentrazione dell'anidride carbonica.
15. Apparecchio secondo la rivendicazione 14, in cui detti mezzi di normalizzazione comerendono mezzi ad amplificatore, primi mezzi a resistenza variabile collegati in ma configurazione di retroazione dall'uscita di detti mezzi ad amplificatore alla loro entrata, _pe_r la regolazione__approsaimata e secondi mezzi a resistenza variabile collegati in serie con l'uscita di detti mezzi ad amplificatore per la regolazione di precisione.
16. Appareechi o per rivelare la concentrazione dell'anidride carbonica nel flusso espiratorio terminale di un respiro esalato da un paziente in presenza di ossido di azoto , comprendente una cellula ? di campione per contenere il respiro esalato dal paziente, mezzi per far passare un fascio di radia-: zione infrarossa attraverso detta cellula di campione e mezzi per rivelare l'assorbimento della radiazione infrarossa passante attraverso detta c llula di campione a lunghezze d'onda alle quali tale radiazione infrarossa viene assorbita dall'anidride carbonica e dall'ossido di azoto, rispettivamente.
17...Apparecchio_._secondo_la__rivendicaziorie, 16 , comprendente__mezzi di filtro.__che__fqrniscono_una misurazione dell'assorb?mento infrarosso _da parte dell'anidride carbonica ad una lunghezza d'onda no minale_ di 4,2 micron e per fornire una misurazione ' dell'assorbimento da parte dell'ossido di azoto ad una lunghezza d'onda nominale da 3?^ micron.
_ _ 18. Apparecchio secondo la rivendicazione: 17, ulteriormente comprendente mezzi di filtro di riferimento per la misurazione dell'assorbimento infrarosso ad una lunghezza d'onda nominale di riferimento di 3?75 micron._
1^. Apparecchio secondo la rivendi^cazione 18, in cui le larghezze di banda di detti meszi di filtro per l'anidride carbonica e per l'ossido di azoto sono inferiori a circa 0,1 ed in cui le larghezze di banda per un filtro di riferimento sono inferiori a 0,12.
20. Apparecchio secondo la rivendicazione 16, in cui il volume di detta cellula di campione b inferiore a circa 25 microlitri.
21. Apparecchio secondo la rivendicazione 18, comprendente mezzi per la normalizzazione di portata o di escursione del segnale di uscita di concentrazione dell?anidride carbonica.
22. Apparecchio secondo la rivendicazione 21, in cui detti mezzi di normalizzazione,comprendono mezzi ad amplificatore, primi mezzi a resistenza variabile collegati in una configurazione di retroazione dall'uscita di detti mezzi ad amplificatore alla loro entrata, per la regolazione approssimata e secondi mezzi a resistenza variabile collegati in serie con l?uscita di detti mezzi ad amplificatore per la regolazione di precisione.
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