Устройство для исследования динамических параметров дыхания Советский патент 1984 года по МПК A61B5/08 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для прецизионных ибследований газодинамических параметров дыхания при малыше расходах газа, например у мелких лабораторных животных.

Известен преобразователь расхода дыхательного газа в перепад давлений, содержащий воздухопровод, имеющий постоянное газодинамическое сопротивление, создаваемое пневмодросселем, выполненным в виде двух коаксиальных цилиндров, в зазоре между которыми образована кольцевая полость, и два отборника давлений, к которым присоединяются датчики давлений. Каждыйоиз датчиков произ водит измерение избыточного давления в воздухопроводе. Так как датчики расположены в воздухопроводе последовательно и между ними воздухопровод имеет газодинамическое сопротивление, т.е. является газодинамическим дросселем, то перепад дав-. ления между датчиками пропорционален расходу дыхательного газа С 1 3

Однако в данном устройстве два датчика, при постоянном газодинамическом сопротивлении устройства, вырабатывают один сигнал, пропорциональный расходу дыхательного газа, т.е. устройство позволяет исследовать только один параметр. Кроме того, в известном устройстве дрос ельный зазор нерегулируемый, что не позволяет изменять газодинамическое сопротивление устройства с целью воздействия на режим дыхания в ходе эксперимента. Указанные недостатки ограничивают функциональные возможности устройства и снижают точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для динамического исследования дыхания, содержащее воздухопровод, регулируемый дроссель, установленный в воздухопроводе, блок усилителей, регистратор, первый и второй датчики давления, входы которых соединены с воздухопроводом соответственно со стороны входа и выхода дросселя, а выходы через блок усилителей подключены соответственно к первому и второму входам регистратора 2 .

В известном устройстве два датчика также вырабатывают один сигнал, пропорциональный расходу дыхательного газа, т.е. с помощью этого устройства возможно исследование только одного параметра дыхания. Кроме того, при изменении проходного сече 1Ия корпуса трубки изменение газодинамического сопротивления устройства вызывает изменение масштаба измерений,т.е. изменяется зависимость между разностью давлений,измеряемой датчиками,и расходом газа,что приводит к неоходимости прерывать эксперимент для калибровки устройства. Вследствие этого в ходе эксперимента в измерения вносится погрешность и появляется необходимость в дополнительной обработке результатов эксперимента с целью приведения последних к единому масштабу. В ходе дополнительной обработки в результате измерений также вносится дополнительная погрешность, связанная с погрешностью определения масштаба измерений Для экспериментов, выполненных при различных газодинамических сопротивлениях устройства. В известном устройстве не предусмотрена также непосредственная регистрация, варьируемого в ходе эксперимента собственного газодинамического сопротивления и затруднено сравнение результатов измерений, выполненных при различны газодинамических сопротивлениях устройства/ так как необходимо приводить их к единому масштабу. Указанные недостатки снижают точность измерений .

Целью изоб.ретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее воздухопровод, регулируемый дроссель, установленный в воздухопроводе, блок усилителей,регистратор,первый и второй датчики давления,входы которых соединены с воздухопроводом соответственно со сторон входа и выхода дросселя, а выходы через блок усилителей подключены соответственно к первому и второму входам регистратора, допслнигтельно введены измерительный дроссель, подключенный к выходу регулируемого дросселя и имеющий открытый выход, и блок деления,первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами регистратора, а выход - с его третьим входом.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит воздухопровод 1, регулируемый дроссель 2, , установленный в воздухопроводе. 1 блок 3 усилителей, регистратор 4, датчики 5 и б давления, входы которых соединены с воздухопроводом 1 соответственно со стороны входа и выхода регулируемого дросселя 2, а выходы через блок 3 усилителей подключены соответственно к первому и второму входам регистратора 4, а также измерительный дроссель 7, подключенный к выходу регулируемого дросселя 2 и имеющий открытый выход, и блок деления 8, первый и

второй входы которого соединены с первым и вторым входами регистратора 4, а выход с его третьим входом.

Устройство работает следующим образом.

В процессе подготовки к эксперименту к воздухопроводу 1 подключается респиратор (на чертеже не показан) с объектом исследования. При полностью открытом дросселе 2 дроссель 7 устанавливают в положение, соответствующее расходу газа при дыхании исследуемого объекта или группы объектов. При этом газодидинамическое сопротивление устройства минимальное, а сигнал, вырабатываемый датчиком 6, пропорционален перепаду давлений, которий, в свою очередь, пропорционален расходу газа. Сигнал датчика 6 поступает на соответствующий вход усилителя 3, откуда усиленный поступает в устройство деления 8 и регистрирующую аппаратуру 4. При этом, поскольку дроссель 2 полностью открыт, он сопротивление дыханию не создает, и датчики 5 и 6 вырабатывают одинаковые сигналы. Устройство деления вырабатывает сигнал 1.

В процессе эксперимента с помощью дросселя 2 газодинамическое сопротивление устройства изменяется в нужных пределах, при этом блок 8 деления вырабатывает сигнал, соответствующий относшению сигналов датчиков 5 и 6 и пропорциональный относительному увеличению газодинамического сопротивления устройства дросселем 2. Сигнал регистрируется регистратором 4. Так как величина сопротивления дросселя 7 известна по калибровке и постоянна в хфде экспериментов (экспериментов) , то по сигналу, вырабатываемому устройством деления, в любой момент можно судить о полной газодинамическом сопротивлении дыханию Смгнал датчика 5, поступающий в регистрирующую аппаратуру 4 через усилитель 3, соответствует альвеолярному давлению, создаваемому объектом исследования.

При этом положение дросселя 2 не влияет на зависимость перепад давления - расход газа на дроссель 7, а следовательно, на масштаб измерения расхода газа. Вследствие этого реализуется возможность в ходе эксперимента варьировать сопротивление устройства не изменяя масштаб измерения, не прерывая эксперимент для проведения калибровок при каждом изменении газодинамического сопротиления устройства, что позволяет исключить погрешности, связанные с изменением масштаба измерений и приведением результатов к единому масштабу, т.е. повысить точность измерений.

В качестве выходных параметров устройство позволяет непосредственно регистрировать изменение во времени расхода воздуха при дыхании объекта исследования, избыточного давления, создаваемого объектом исследования, относительного газодинамического сопротивления, создаваемого устройством на ргазличных этапах эксперимента, т.е. расширить функциональные возможности устройства для исследования динамических параметров дыхания по сравнению с известными устройствами. i

Кроме того, при использовании устройства упрощается методика проведения эксперимента и повышается оперативность получения результатов так как в ходе эксперимента постоянно контролируется варьируемое собственное газодинамическое сопротивление устройства, исключается необходимость прерывать эксперимент для калибровки устройства и одна из наиболее трудоемких операций по обработке результатов - приведение к единому масштабу, улучшается использование элементов устройства: в прототипе сигналы с двух датчиков дают информацию-об одном параметре, в предлагаемом устройстве с помощью аналогичных датчиков получают информацию о трех параметрах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ даХАНИЯ, содержащее воздухопровод, регулируемый дроссель,установленный в воздухопроводе, блок усилителей, регистч ратор, первый и второй датчики давления, входы которых соединены с воздухопроводом соответственно со сторон входа и выхода дросселя, а выходы через блок усилителей подключены соответственно к первому и второму входам регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены измерительный дроссель, подключенный к выходу регулируемого дросселя и имеющий открытый выход и блок деления,первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами регистратора, а выход - с его третьим входом.