Respirator LIFECARE PLV-100

Danas je nabavljen respirator američke tvrtke RESPIRONICS pod nazivom LIFECARE PLV-100 koji se prvi puta na tržištu pojavio 1984. godine. Tvrtka  RESPIRONICS pak je osnovana 1976. godine, na tržištu je prisutna i danas, a kroz čitavo razdoblje bavi se proizvodnjom medicinskih aparata i uređaja za pomoć pacijentima s poteškoćama u disanju. Respirator ili medicinski ventilator je uređaj koji mehanički upuhuje i ispuhuje zrak u i iz pluća pacijentima koji nisu u stanju (nesmetano) samostalno disati.

LIFECARE PLV-100 je električni prijenosni respirator dizajniran za dugoročnu upotrebu u kućnoj njezi pacijenta. Može raditi na mrežni napon 220V ili neki vanjski (baterijski) izvor istosmjernog napona od 12V. Također ima ugrađene i interne baterije ukupnog napona 12V koje omogućavaju respiratoru oko sat vremena autonomnog rada. Volumen i protočnost zraka iz respiratora LIFECARE PLV-100 može se precizno namjestiti u širokom rasponu tako da se može koristiti za sve pacijente (djecu i odrasle).  Sve funkcije respiratora kontrolirane su preko mikroprocesora.

Sa bočne strane uređaja montiran je nosač na koji se mogu spojiti dodatni vanjski uređaji za poboljšanje kvalitete vanjskog zraka koji se upuhuje pacijentu (npr. ovlaživači zraka) ili priključci za uvođenje plinova iz zasebnih spremnika (npr. spremnik kisika).

Sa zadnje strane ističu se dva filtra za ulazni zrak, a između njih je senzor vanjskog atmosferskog tlaka kako bi se tome prilagodio izlazni tlak iz respiratora. Osim dva osigurača i mrežne priključnice uočava se BNC konektor za povezivanje alarma respiratora sa vanjskim centralnim alarmnim sustavima bolnice.

Kad se skinu filtri vidi se da je lijevo ulazni priključak za uvlačenje vanjskog zraka, a desno je otvor za brojač sati rada respiratora. Nakon određenih sati rada respiratora potrebno je izvršiti i određene servise na respiratoru.

A sada se vratimo na prednju ploču te kontrole i indikacije koje se nalaze na njoj. Postoji više parametara i pojmova vezanih uz proces i kontrolu disanja kod čovjeka koji spadaju u specijalizirano područje medicine i kao takvi nisu zanimljivi elektroničarima. Ipak, kako bismo mogli bar donekle shvatiti kontrole koje nalazimo na električnim respiratorima laički ćemo spomenuti tri najvažnija parametra kod disanja koji moraju biti podesivi kod svih respiratora:

• Respiratorni (tidalni) volumen – volumen zraka udahnut ili izdahnut u jednom ciklusu (respiriju). Kod našeg respiratora može se podesiti u rasponu od 0,05 – 3 l.
• Frekvencija (brzina) disanja – broj udisaja u minuti (BPM breaths per minute). Kod našeg respiratora može se podesiti u rasponu od 2 – 40 BPM.
• Inspiratorni: Ekspiratorni omjer (I:E) – omjer između vremena trajanja udisaja i izdisaja. Kod našeg respiratora ovaj omjer se regulira promjenom količine zraka za udisaj (inspiratorni volumen) u rasponu od 10 do 120 l/min.

Respirator LIFECARE PLV-100 ima tri načina rada:

• KONTROLLIERT – Kontrolirana ventilacija (potpuna kontrola disanja). U ovom modu respirator kroz cijelo vrijeme isporučuje podešeni volumen zraka (0,05 – 3 l), propisanom frekvencijom (2 – 40 BPM) i u određenom I:E omjeru (10 do 120 l/min).
• ASSISTIERT/KONTROL – Potpomognuta kontrola disanja. Uključeni su svi parametri kao i kod kontrolirane ventilacije s time da se u ovom modu prati napor (pokušaj) udisanja kod pacijenta te se na osnovu toga onda prilagođavaju parametri isporuke zraka pacijentu sukladno njegovim trenutnim potrebama. Tlak koji stvara pacijent prilikom (pokušaja) udisanja služi dakle kao okidač praga osjetljivosti respiratora koji može biti podešen u rasponu -6 do +3 mbar. Na taj način je frekvencija i volumen isporučenog zraka iz respiratora sinkroniziran sa dišnim pokretima pacijenta.
• SIMV (MIT ZUSATZVENTIL) – Potpomognuta kontrola disanja isto kao i ASSISTIERT/KONTROL s time da se ovdje iznad određene frekvencije disanja pacijentovi udisaji više ne podupiru već se otvara ulazni ventil i omogućava pacijentu samostalan udah.

Uz ova kratka pojašnjenja više manje su nam jasne sve ostale kontrole i pokazivači na sekciji MODE respiratora LIFECARE PLV-100:

• ATEMZUGVOLUMEN i VOLUMEN (0,05 – 3 l) – LCD i potenciometar za namještanje respiratornog (tidalnog) volumena zraka
• ATEMFREQUENZ (2 – 40 min) – LCD i potenciometar za određivanje frekvencije (brzine) disanja (udaha u minuti). U modu KONTROLLIERT prikazuje se namještena stalna brzina, dok se u preostala dva moda računa srednja vrijednost svakih četiri udaha.
• I:E VERHALTNIS – LCD za prikaz trenutnog omjera između vremena trajanja udaha i izdaha. Ovisi o namještenim vrijednostima tidalnog volumena, frekvencije disanja i brzine protoka zraka.
• FLOW (10 do 120 l/min) – LCD i potenciometar za namještanje količine protoka zraka isporučenog u jednoj minuti (utječe na I:E omjer). LCD prikazuje vršnu vrijednost protoka zraka kod udisaja. Ovaj LCD također služi i kao voltmetar za mjerenje napona interne ili vanjske baterije.

Sekcija STROMVERSORGUNG sadrži kontrole vezane uz napajanje respiratora. Već smo rekli da je napajanje moguće preko mreže 220V, te vanjske ili interne baterije. Ako je priključeno i mrežno napajanje i vanjska baterija respirator će koristiti mrežno napajanje, a u slučaju nestanka tog napajanja automatski će preći na vanjsku bateriju. U slučaju da vanjske baterije nema ili je potrošena, respirator može još oko sat vremena raditi sa ugrađenim internim baterijama. Naponi vanjske i interne baterije mogu se mjeriti preko tipkala BATTERIESPANNUNG INTERN – EXTERN i na LCD pokazivaču FLOW. Na prednjoj ploči nalazi se mrežna sklopka, osigurači i priključak za vanjsku bateriju.

Sekcija DRUCK mbar sadrži kontrolu TRIGGERSCHWELLE (-6 do +3 mbar) koja služi za namještanje praga osjetljivosti kod praćenja disanja pacijenta u cilju automatske korekcije parametara respiratora u potpori disanja. Ovu funkciju opisali smo kod modova ASSISTIERT/KONTROL i SIMV (MIT ZUSATZVENTIL). Manometar pokazuje tlak zraka u respiratornoj cijevi (-10 do +100 mbar). Tu su i tri priključnice za cijevi respiratora preko kojih se pacijentu isporučuje zrak i dobiva povratni tlak za okidanje kontrole TRIGGERSCHWELLE. Dva potenciometra (2-50 mbar i 10-100 mbar) služe za postavljanje granica najnižeg i najvišeg tlaka zraka na kojem će se oglasiti alarm.

Respirator LIFECARE PLV-100 ima više zvučnih i svjetlosnih alarma koji upozoravaju na neke greške samog aparata ili dosegnute kritične vrijednosti tlaka. Alarmne lampice upozoravaju na preniski respiratorni tlak, apneju (kratkotrajni prekidi disanja), pogrešan odnos vremena udisaja izdisaja (I:E), povećan protok zraka pri udisaju, te niski napon interne ili vanjske baterije. Zvučni alarmi upozoravaju na preniski ili previsoki respiratorni tlak, apneju, niski napon interne ili vanjske baterije, pogrešan polaritet spajanja vanjske baterije, grešku u napajanju, nestanak mrežnog napona te na kvar respiratora.

Prvo što se ističe u kućištu respiratora to je pumpa za pumpanje zraka. Izrađena je u obliku cilindra unutar kojeg se naprijed – natrag pomiče klip i na taj način pumpa zrak. Princip je dakle potpuno isti kao i kod bilo koje ručne pumpe za zrak koju koristimo za zračnice bicikla ili automobila, s tom razlikom što ovdje klip precizno pomiče mikrokontrolerom upravljan elektromotor. Vidimo da je garantirani vijek trajanja elektromotora 30 000 sati nakon čega ga je potrebno zamijeniti.

Pogled na cilindar i elektromotor s druge strane. Također se s obje strane uočavaju baterijski paketi koji osiguravaju jedan sat autonomnog rada respiratora u slučaju da zakaže i mrežno i vanjsko baterijsko napajanje.

Pogled u unutrašnjost cilindra sa klipom. Vidimo da klip povezan sa osovinom elektromotora preko navojne šipke. Ovakav princip prijenosa snage najčešće se koristi i kod CNC strojeva jer osigurava jednostavan, snažan, pouzdan i precizan prijenos mehaničke snage i pomaka s elektromotora na radni dio stroja.

Aktivni dio pumpe sa ulaznim i izlaznim cijevima nalazi se na dijelu cilindra iza klipa koji vidimo na slikama. Stoga su u slobodnom prostoru s prednje strane smješteni mrežni transformator i dio stabilizatorskih komponenti.

Elektronika respiratora smještena je na dvije pločice. Na jednoj se nalazi mikroprocesor, logički krugovi i upravljački integrirani krugovi za LCD pokazivače. Vidimo da je mikrokontroler programiran 2001. godine, a na respiratoru nalazimo kontrolne naljepnice iz 2003. godine.

Na drugoj pločici smješteni je tlačni senzor (sklopka) elementi za kalibraciju i izlazni upravljački elementi.

Kollmorgen je američka tvrtka sa stogodišnjom tradicijom koja je danas specijalizirana za proizvodnju širokog asortimana najrazličitijih elektromotora.

U ovoj objavi imali smo prilike zaviriti u još jedan nesvakidašnji elektronički uređaj. Može se primijetiti da kod izvedbe medicinskih aparata o kojima ovisi život pacijenta nema previše prostora za greške. Napajanje električnog respiratora predviđa barem tri zasebna izvora sa elementima koji kontroliraju napon i upozoravaju na bilo kakve greške u napajanju. Alarmi su također predviđeni i za sve druge moguće greške i premašene vrijednosti tlaka. Električna pumpa za zrak je izvedena posebno kvalitetno i precizno te garantira dugotrajan rad bez servisa. Samu pumpu pak kontrolira mikrokontroler povezan sa vanjskim senzorima i sa ugrađenim posebnim programom koji izračunava optimalni protok zraka kroz pluća pacijenta u svim uvjetima promjene vanjskog tlaka ili promjene u samom načinu disanja pacijenta. Naš respirator LIFECARE PLV-100 spada u uređaje novije generacije od onih kakve smo navikli prikazivati u našim objavama, te ako nas svojom izvedbom baš i nije ostavio bez daha, tim bolje, barem nam neće trebati za vraćanje tog daha natrag u normalu 🙂