Устройство для исследования дыхания Советский патент 1983 года по МПК A61B5/08 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для использования в клиниках и лабораториях функциональной диагностики для исследований газообмена и дыхания. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для исследования газообмена и механики дыхания, содержащее дыхательную систему, включающую в себя последовательно соединенные загубник, поглотитель углекислого газа, спирометр и датчик положения спирометра, регистратор, блок кислородной стабилизации, включающий в себя последовательно соединенные генератор импульсов, элемент совпадения, счетчик объема кислорода, элемент деления, соединенный со счетчиком времени, и индикаторный блок, и последовательно соединенные пневматический штуцер, стабилизатор давления, пневматический дроссель и электромагнитный клапан 1. Недостатком известного устройства является зависимость точности и времени измерения от частоты дыхания и артефактов. Влияние изменения частоты дыхания, глубокого вдоха и задержки дыхания на вдохе выражается в том, что средняя линия спирограммы значительно отличается от прямой, т.е. не обеспечивается высокая точность определения потребления кислорода. Кроме того, время измерения, определяемое числом пересечений уровня стабилизации спирометром, может достигать большой величины в зависимости от степени отклонения уровня вдоха от уровня стабилизации в момент воздействия артефакта и скорости отработки этого отклонения (определяется интенсивностью поглошения кислорода пациентом). Цель изобретения - повыщение точности определения потребления кислорода при дыхании и сокращение времени исследования. Указанная цель достигается тем, что, в устройстве, содержащем дыхательную систему, включающую в себя последовательно соединенные загубник, поглотитель углекислого газа, спирометр и датчик положения спирометра, регистратор и блок кислородной стабилизации, включающий в себя последовательно соединенные генератор импульсов, элемент совпадения, счетчик объема кислорода, элемент деления, соединенный со счетчиком времени, и индикаторный блок, и последовательно соединенные пневматический штуцер, стабилизатор давления, пневматический дроссель и электромагнитный клапан, в блоке кислородной стабилизации имеются последовательно соединенные формирователь сигнала «Конец выдоха, задатчик уровня стабилизации, элемент сравнения, широтно-импульсный модулятор и ограничитель длительности импульса, причем формирователь сигнала «Конец выдоха и элемент сравнения соединены с выходом датчика положения спирометра, выход щиротно-импульсного модулятора соединен с элементом совпадения и управляющим входом электромагнитного клапана, а выход формирователя сигнала «Конец выдоха соединен с третьим входом широтно-импульсного , модулятора и счетчиком времени. Кроме того, в устройстве формирователь сигнала «Конец выдоха выполнен в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя и нуль-органа. Задатчик уровня стабилизации выполнен в виде последовательно соединенных аналогового элемента памяти и коммутатора. На чертеже изображена блок-схема устройства. У-стройство содержит дыхательную систему I, состоящую из загубника 2, поглотителя 3 углекислого газа, спирометра 4 и датчика 5 положения спирометра, регистратор 6, блок 7 кислородной стабилизации, включающий формирователь 8 сигнала «Конец выдоха, соединенный с элементом 9 сравнения через задатчик 10 уровня стабилизации, щиротно-импульсный модулятор 11 и соединенный с ним ограничитель 12 длительности импульсов, электромагнит й клапан 13 подачи кислорода, соединенный со связанными между собой пневматически штуцером 14 подключения источника кислорода, стабилизатора 15 давления и пневматическим дросселем 16 в виде калиброванного отверстия. Кроме того, устройство содержит генератор 17 импульсов, связанный через элемент 18 совпадения со счетчиком 19 объема потребленного кислорода. Имеется также счетчик 20 времени, связанный с эле ™ 1 деления, который соединен с индикаторньгм блоком 22. Устройство работает следующим образом. К входному штуцеру 14 подсоединяется источник кислорода (на чертеже не показан). При срабатывании электромагнитного клапана 13 кислород через входной штуцер 14, стабилизатор 15 давления и калиброванное отверстие дросселя 16 поступает в дыхательную систему 1, в которой через загубник 2 подсоединяется исследуемый. Выдыхаемый углекислый газ поглощается поглотителем 3. При вдыхании & соответствии с изменением объема легких подвижная часть спирометра 4 совершает движения. Перемещение спирометра 4 преобразуется датчиком 5 положения спирометра в электрический сигнал. Включение в работу блока 7 кислородной стабилизации производится в момент фазы выдоха. В момент окончания первого выдоха формирователь 8 сигнала «Конец выдоха запускает счет: чик 20 времени и выдает управляющий сигнал в задатчик 10 уровня стабилизации, где запоминается значение уровня первого выдоха. В конце каждого выдоха, начиная со второго, в элементе 9 сравнения выра батывается сигнал разности уровня выдоха и уровня стабилизации, который поступает на один из входов широтно-импульсного модулятора 11. Модулятор 11 подает на электромагнитный клапан 13 импульс, когда уровень выдоха меньше уровня стабилизации, причем ширина этого импульса пропорциональна измеренному отклонению от уровня стабилизации. В дыхательную.систему 1 через клапан 13 производится подача кислорода.

Ограничитель 12 длительности импулЪса обеспечивает ограничение максимального количества кислорода, подаваемого за один цикл дыхания, уменьшая влияние нестабильности дыхания. Одновременно импульс с модулятора 11 поступает на один вход эле.мента 18 совпадения, на второй вход которого с генератора 17 поступают импульсы

калиброванной частоты. На вход счетчика 19 потребленного кислорода через элемент 18 совпадения проходят импульсы с генератора 17 в количестве, пропорциональном длительности импульса модулятора 11,. а следовательнЪ, и объему поданного кислорода. После этого элемент 21 деления производит деление числа, находящегося в счетчике 19, на число, находящееся в счетчике 20, т.е. количества потребленного кислорода на время, за которое произошло потребление, и на блоке 22 высвечивается результат - скорость потребления кислорода. Время измерения сокрашается за счет того, что измерение скорости потребления кислорода производится в каждом цикле дыхания, а индикация ведется непрерывно, что

позволяет судить о характере процесса дыхания и потребления кислорода и фиксировать момент установившегося дыхания.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЫХАНИЯ, содержащее дыхательную систему, включающую в себя последовательно соединенные загубник, поглотитель углекислого газа, спирометр и датчик положения спирометра, регистратор и блок кислородной стабилизации, включающий в себя последовательно соединенные генератор импульсов, элемент совпадения, счетчик объема кислорода, элемент деления, соединенный со счетчиком времени, и индикаторный блок, и последовательно соединенные пневматический штуцер, стабилизатор давления, пневматический дроссель и электромагнитный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения ., t %Z -iS- f. . ... точности определения потребления кислорода при дьжании и сокращения времени исследования, в блоке кислородной стабилизации имеются последовательно соединенные формирователь сигнала «Конец выдоха, задатчик уровня стабилизации, элемент сравнения, широтно-импульсный модулятор и ограничитель длительности импульса, причем формирователь сигнала «Конец выдоха и элемент сравнения соединены с выходом датчика положения спирометра, выход щиротно-импульСного модулятора соединен с элементом совпадения и управляющим входом электромагнитного клапана, а выход формирователя сигнала «Конец выдоха соединен с третьим входом щиротно-импульсного модулятора и счетчиком времени. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь сигнала «Конец выдоха (Л выполнен в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя и . нуль-органа. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что задатчик уровня стабилизации выполнен в виде последовательно соединенных аналогового элемента памяти и коммутатора. , (О