Способ определения объема легких и устройство для его осуществления (его варианты) Советский патент 1987 года по МПК A61B5/08 

2. Устройство для определения . объема-легких, содержащее измеритель ную часть, выполненную в виде дыхательной измерительной трубки, соединенной пневмомагистралями с электроманометром, и вычислительно-информационный управляющий блок, о т л и .чающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности определения, оно снабжено дополнительной жесткой емкостью и элементом распределения потока газа, содержащим нормально открытый электромагнитный клапан на атмосферном конце измерительной трубки и нормально закрытый электромагнитный клапан в пневмомагистрали меж ду измерительной трубкой и дополни.тельной емкостью, причем оба электро магнитных клапана и электроманометр 1 5 электрически соединены с вычислительно-информационным управля1рщим блоком,. 3. Устройство для определения объема легких, содержащее измерительную часть, выполненную в виде измерительной трубки, соединенной пневмомагистралями с электроманометром, и вычи слит ельно-информационный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, оно снабжено дополнительно жесткой герметичной камерой известного объема,элемент перекрытия измерительной трубки выполнен в виде золотника с дополнительными каналами,при этом жесткая герметичная камера известного объема пневматически соединена с дыхательной измерительной трубкой посредством дополнительных каналов золотника.

I.- Способ определения объема легких путем измерения давления в замкнутом пространстве после вьщоха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения , изменяют объем замкнутого пространства на известную величину,повторно измеряют давление в нем .с последующим расчётом емкости в легких. (Л а ел ел

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональным способам исследования легких. Цель изобретения - повышение точ.ности способа. На фиг,1,2,3 изображено устройство для определения объема легких в трех вариантах компоновки. Пример, Пациент дышит в .атмосферу через дыхательную измеритель ную трубку, в которой непрерывно измеряется давление газа, В. момент вдо ха или выдоха производят перекрытие потока дькательного воздуха и часть воздуха из легких перетекает в измерительную дыхательную трубку. Затем перекрытие прекращается и пациент вновь дышит в атмосферу, с которой соединяется дыхательн.ая измерительная трубка и герметичная емкость,Величину емкости легких в момент перек рытия определяют по формуле -УГ. О -емкость легких в момент перекрытия; -объем жесткой герметичной емкости J -объем дыхательной измерительной трубки; Р - избыточное давление или разрежение в трубке при перекрытии потока до подключения емкости; й избыточное давление или разрежение в трубке при . перекрытии потока после подключения емкости. Устройство (фиг.1) содержит дыхательную измерительную трубку 1 (типа Флейпа, Пите, Лилли), являющуюся дтреобразователем расхода в перепад давления,, На проксимальном к пациенту конце трубки 1 установлен загубник 2 для присоединения к исследуемому, К боковой стенке трубки I у ее проксимального конца посредствомшланга 3 присоединен электроманометр 4, который электрически соединен свходом блока 5 управления, вычисления и индикации результатов, на дистальном конце трубки 1 параллельно установлены два электромагнитных клапана 6 и 7, Один из клапанов 6 - нормально открытый, является элементом перекрытия и пневматически соединен с атмосферой. Другой клапа н 7 с нормально закрытым запорным элементом пневматически соединен с жесткой герметичной емкостью 8, Электромагнитные клапаны 6 и 7 электрически соединены с блоком 5 управления, В качестве 31 блока 5 управления, вычисления и индикации результатов может быть использована, например, электронная вы числительно-упрйвляющая машина (ЭКВМ Электроника-60). Второй вариант устройства (фиг.2 содержит дыхательную измерительную трубку I, загубник 2, шланг 3,электроманометр 4, блок 5 управления, вычисления и индикации результата.Элемент перекрытия представляет собой электромагнитный клапан 6, электрически связанный с блоком 5 управления. Параллельно клапану 6 с трубкой 1 пневматически связана жесТкая герметичная емкость 8 через двухпозиционный кран 9, управляемый вручную. Устройство согласно фиг.З содержит .дыхательную измерительную трубку 1, загубник 2, шланг 3, электроманометр 4, блок 5 управления, вычис ления и индикации результатов.. На дистальном конце трубки 1 смонтирован элемент перекрытия потока дыхательного воздуха, выполненный в виде золотника 10, к дополнительному пневмоканалу которого присоединена жесткая герметичная емкость 8.Подвижная часть 11 золотника связана с сердечником 12 электромагнита 13,слу жащего приводом подвижной части 11 золотника и электрически связанного с блоком 5 управления. Сердечник 12 снабжен пружиной 14, предназначенной для возврата подвижной части 1 золотника в исходное положение. Устройство работает следуюищм образом. Пациента присоединяют к устройству через загубник 2. Пациент дьшшт в атмосферу через дыхательную измерительную трубку 1, При этом по шлангу 3 на электроманометр 4 поступает давление, соответствующее скорости газа в трубке 1. Электрический сигнал с электроманометра 4 непрерьш но поступает в блок 5 управления, который фиксирует сигнал и обрабатывает его для вычисления объемных и скоростных параметров дыхания. Программа работы блока 5 управления предусматривает подачу сигнала включения блока перекрытия потока вручную, в автоматическом режиме через определенные промежутки времени или при достижении заранее заданных значений скорости потока или дыхательного объема. 5 При подаче сигнала напряжения из / блока 5 управления на электромагнитный клапан 6 последний перекрывает поток на время (0,2 - 0,3 с), герметизируя дыхательную измерительную трубку 1. При этом, вследствие выравнивания давления в легких и трубке I происходит изменение давления в системе, что фиксирует электроманометр 4 и блок 5 управления. Через заданный промежуток времени от момента начала перекрытия потока (0,10 0,15 с) блок 5 управления подает сигнал напряжения на электромагнитный клапан 7, открывая его, вследствие чего происходит соединение дыхательной измерительной трубки 1 и легких с нсесткой герметичной емкостью 8, сопровождающееся вторым выравниванием давления в системе, что вновь фиксирует электроманометр 4 и блок 5 управления. ... . Затем через заданный промежуток времени (0,10 - 0,15 с) от момента подключения герметичной емкости 8 блок 5 управления последовательно выключает электромагнитный клапан 6 и через время, необходимое для сброса давления из емкости 3 (0,10 0,15 с), электромагнитный клапан 7, приводя прибор в исходное состояние. Синхронизация работы клапанов 6 и 7 заложена в программу работы бло-ка 5 управления, которая может ме- няться для оптимизации работы устройства на практике. По окончании измерительного цикла блок 5 управления производит вычисление величины емкости легких в момент перекрытия по формуле (1). Кроме того, блок 5 управления,фиксируя давление в дыхательной измерительной трубке 1 в момент перекрытия, вычисляет величину гидравлического сопротивления легких по известной формуле где R - величина гидравлического сопротивления легких; V - скорость потока в момент пе рекрытия. В блок 5 управления наряду с изложенной программой может быть Зсшожена вторая программа для реализации второго варианта способа, В соответствии с этой программой блок 5 управления, фиксируя значения

5

давления в трубке 1. пропорциональные скорости потока, подает сигнал на включение электромагнитного клапана 6 при достижении давлением заранее заданного значения, соответствующего заданной скорости потока.

Включение клапана 6 осуществляют на время 0,1 - 0,2 с в каждом цикле дыхания в течение нескольких дыхательных циклов (15 - 20), При этом электромагнитный клапан 7. закрыт, а в герметичной емкости 8 - атмосферное давление.

На вторую стадию исследования блок 5 управления включает электромагнитный клапан 7, продолжая в течение того же количества дыхательных циклов,что и на первой стадии,кратковременно перекрывать поток дыхательного воздуха в трубке 1 с помощью клапана 6 аналогично режиму работы в первой стадии.

Блок 5 управления по окончании измерительного цикла вычисляет средние значения давления при перекрытии потока в первой и во второй стадиях исследования и вычисляет значения емкости легких и гидравлического сопротивления легких по формулам (1) и (2),где Р и РП - средние значения .давления при перекрытии без подключения емкости 8 и с подключением ее соответственно.

Результаты измерений и вычислений параметров дыхания индицируются блоком 5 управления в цифровой или аналоговой форме.

Работа, второго варианта устройства заключается в измерении и фиксировании раздельно во времени значений давления в трубке J при перекрытии потока дыхательного воздуха без емкости Вис емкостью 8, причем отключение и включение емкости 8 осуществляется с целью упрощения конструкции прибора с помощью двухпозиционного крана 9с ручным приводом. Программа работы блока 5, управления в этом случае предусматривает управление только клапаном 6 и подачу сигнала врачу на подключение емкости 8 на то же количество дыхательнь1х циклов, что и при перекрытии потока без подключения емкости 8..

Работа третьего варианта устройства осуществляется следукицим образом.

0655

В исходном положении устройства дыхательная измерительная трубка 1 и герметичная емкость 8 соединены с атмосферой через пневмоканалы золотника 10 (фиг.З). При дыхании пациента в атмосферу через загубник 2, дыхательную измерительную трубку 1, пневмоканалы неподвижной и подвижной 11 частей золотника в исходном положении последней электроманометр 4 регистрирует изменения давления в трубке 1, соответствующие скорости потока дыхательного воздуха. Сигнал

5 с электроманометра 4 поступает в

блок 5 управления, в котором производятся вычисления значений текущего дыхательного объема и фиксируются значения скорости потока.

0 Программа работы блока 5 управления предусматривает подачу сигнала напряжения на электромагнит 13 вручную или в автоматическом режиме через определенные промежутки времени, при достижении заранее заданных значений скорости потока или дыхательного объема.

При подаче сигнала на электромагнит 13 происходит непрерывное перемещение подвижной части 11 золотника, проходящей от исходного положения до конечного через промежуточное положение.

Скорость перемещения золотника

35 регулируется соотношением величины подаваемого сигнала и силы пружины 14 и устанавливается такой, чтобы была обеспечена требуемая длительность перекрытия потока и подключения герметичной емкости 8.

В промежуточном положении герметизируются трубка 1 и емкость 8. При этом, вследствие выравнивания давления в систейе легкие - трубка происходит увеличение давления в трубке 1, что фиксирует электроманометр 4 и блок 5 управления. В конечном положении подвижной части 11 золотника происходит соединение легких и трубки

50 1 с жесткой герметичной емкостью 8. Вследствие, второго выравнивания давления,в системе легкие-трубка-емкость происходит изменение давления в трубке 1, что вновь фиксирует

55 электроманометр 4 и блок 5 управления.

По окончании измерительного цикла блок 5 управления вьжлючает электро