Спирограф Советский патент 1985 года по МПК A61B5/08 

Изобретение относится к медицин ской технике, а именно к спирографа для исследования паргшетров дыхания у людей и лабораторных животных. . Известен спирограф, содержащий спирометры вдоха и вьздоха, расположенные один в другом и закрепленные одной стороной на пластине, связанной с регистрирующим устройством, датчик начала фаз дыхания, электромагнитные клапаны подачи и вьтуска воздуха, клапаны вдоха и вьщоха, блок управления электромагнитными клапанами и дыхательную, маску D1 . Однако известное устройство не обеспечивает -высокой точности измерения параметров дыхания у мелких, лабораторных животных, у которых частота дыхания может превысить частоту дыхания человека в несколько раз, а дыхательные объемы наоборот намного меньше (до 0,4 см ). Вследствие этого инерционность и сопротивление даханию известного ус ройства, которые не оказывают значи тельного влияния на измерение параметров дыхания у человека, вносят большую погрешность в измерение параметров дыхания у мелких лабораторных животных. Цель изобретения - повышение точности измерения параметров дыхания у мелких лабораторных животных. Поставленная цель достигается тем, что спирограф, содержащий спирометры вдоха и вьздоха, дыхательную маску, датчик начала фаз дыхания, электромагнитные клапаны подачи и выпуска воздуха, клапаны вдоха и выдохаi блок управления электромагнитными клапанами и регистрирующее устройство, дополнительно снабжен микрокомпрессором, соединенным чере электромагнитный клапан подачи воздуха со спирометром вдоха, ИВакуум ньм микронасосом, соединенным чеЬез электромагнйтньй клапан вьтуска воз духа со спирометром выдоха, спироме ры вдоха и выдоха вьтолнены в виде цилиндров и поршней, при этом после иие соединены с регистрирующим устройством, а клапанывдоха и вьщоха выполнены электромагнитными. На чертеже изображена принципиальная схема спирографа. Устройство состоит из микрокомпрессора 1 и вакуумного микронасоса соединенных воздуховодными трубками 3 и 4 через электромагнитные клапаны 5 подачи воздуха и клапан 6 вьтуска воздуха С спирографом 7 вдоха и спирографом 8 выдоха воздуха. Спирографы 7 и 8 состоят из цилиндров 9 и 10, в качестве которых служат корпусы иньекционных стеклянных шприцов, и поршней 11 и 12 с притертьми поверхностями. Электромагнитные клапан 13 вдоха и клапан 14 вьщоха соединены посредством воздуховодных трубок 15 и 16 с камерой-переходником 17, сообщакяцейся посредством воздуховодной трубки 18 с датчиком 19 начала фаз дыхания и дыхательной маской 20. Датчик 19 имеет выход не электронный блок 21 управления электромагнитными клапанами, который в свою очередь имеет выходы на электромагнитные клапаны 5, 6, 13 и 14. Поршни 11 и 12 спирографов 7 и 8 являются подвижными цилиндрами, соединенными посредством подвижных планок 22 и 23 с преобразователем 24, имеющим выход на, регистрирующее устройство 25. Спирограф работает следующим образом. Исследуемое животное с помощью дыхательной маски 20 подключается к камере-переходнику 17. К этому моменту объем неподвижного цилиндра 9 спирографа 7 заполняется воздухом с помощью микрокомпрессора 1. Уже в начальной точке вдоха подвижный поршень 11 находится в верхнем крайнем положении, а подвижньш поршень 12 не полностью заходит в неподвижный цилиндр 10. В дыхательной маске 20 создается разрежение, которое через воздушную массу камеры-переходника 17, воздуховодную трубку 18 распространяется и создает пониженное давление воздуха в емкости датчика 19 начала фаз дыхания, что приводит к его срабатыванию и возникновению сигнала, приводящего в действие механизм электронного блока 21 управления электромагнитными клапанами, в результате закрываются клапаны 5 и 14 и открываются клапаны 6 и 13. , При этом воздух из цилиндра 9 через электромагнитный клапан 13, воздуховодную трубку 15, камеру-переходник 17, дыхательную маСку 20 поступает в дыхательные пути и легкиеЖИВОТНОГО. На протяжении акта йдоха .клапан 14 находится в закрытом состоянии, а клапан 6 в

открытом, тем самьм обеспечивается . перемещение вверх и удержание под-, вижного поршня 12 в верхнем крайнем положении. После. окончания вдоха и. и начала выдоха создаваемое полижктель ное давление передается через камерупереходник 17, воздуховодную трубку 18 к датчику 19 начала фаз дыхания и сигналом от датчика начала фаз дыхания запускается механизм элект,ронного блока 21 управления электромагнитными клапанами, что приводит к моментальному закрытию клапанов . 6 и 13 и открытию клапанов 5 и 14. Перемещение подвижных поршней 11 и 12 вниз происходит свободно, без появления избыточного давления и каких-либо сдвигов в функциойировании аппарата дыхания животного, поскольку сила тяжести уравновешивается силами трения притертых стеклянных поверхностей поршней 11 и 12 и цилиндров 9 и 10 и аэродинамически сопротивлением в воздуховодных «путях. Расстояния, проходимые подвижными поршнями 11 и 12 внутри неподвижных цилиндров 9 и 10, пропорциональны объемам вдыхаемого и вьщыхаемого воздуха, что передается посредством подвижных планок 22 и 23 на преобразователь 24,в котором величины перемещения, подвижных цилЦЬ дров превращаются в соответствующие значения электрических сигналов, поступанидих на регистрирукмцее устройство 25 в цифровом виде.

В предлагаемом устройстве для осуществления вдоха и вьщоха служат две разделенные половины схемы, каждая из которых представлена подвижным цилиндром, свободно перемещайощимся вниз по. внутренней притертой поверхности неподвижного цилиндра в процессе вьтолнения вдоха или вь1доха, при этом обе фазы дьками подготавливаются вакуумным микронасосом и иикрокомпрессором, что фактически исключает сопротивление дыханию. Моменты окончания той или иной фазы д псания точно фиксируются и сопровождаются моментальным переключением клапанов, поэтому окончанию фаз дыхания соответствуют моментальные остановки подвижных цилиндров и быстро следующие .вслед эа этим принудительные движения того или нного поршня в силу воздействия положитель.ного или отрицательного давления воздуха. Инерционность системы подвижного и неподвия(ного цилиндров минимальна благодаря применейию притёрты поверхностей и исключению водной камеры, с одной cfopoHbt,и, благодаря системе клапанов, позволямцей за микроинтервалы времени между фазами дыхания переключать направления воздушных П9ТОКОВ, с другой CTOpOHbli

Все эти факторы значительно повышают точность измерения параметров дыхания у мелких лабораторных жи-. вотных.

(ЛШРОГРАФ, содержащий спи .рометры вдоха я выдоха , дыхательнзда маску, датчик начала фаз дыхания, электромагнитные клапаны подачи и вьвтуска воздуха, клапаны вдоха и В1|Щоха,. блок управления электромагнитными клапанами и регистрирующее устройство, отличающийся, тем, что, с целью повьппения точности измерения параметров дыхания у мелких лабораторных животных, оц снабжен микрокомпрессором, соединен-, ным через электромагнитный клапан подачи воздуха со спирометром входа, и вакуумным микронасосом,. соединенным через электромагнитный, клапан выпуска воздуха со спирометром:выдоха, спирометры вдоха и выдоха вьтрлнены в виде .цилиндров и поршней, при зтом последние.соединены с регистрирующим устройством, а клапаны вдоха и выдоха выполнены электромаг- нитными. (Л ел со й