Устройство для исследования дыхательной системы человека Советский патент 1989 года по МПК A61B5/08 

QO

4 .

о:

11 и)Г)ретение относится к медицине и .медицинской технике и может быть использо- нано при исследовании :)нергетических параметров дыхания человека.

Цель изобретения - иовьииение точности изме)ений путем регистрации тепловой энергии при вынужде}|ном переходе неравновесных молекул выдыхаемого воздуха.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

стройство содержит дыхательную маску 1 с клапанами вдоха 2 и выдоха 3, ограни- чиге.тьнук) камеру 4. источник 5 инфракрас- Ht)i4) из.тучения с источником 6 питания и набором сието(|:)и.1ьтров (ке показаны), зашитый 7 с дрск селируюши.ми отверстиями 8, датчик температуры, содержащий термочувствительные элементы 9 и 10, уси- .1игел1) 1 1 и регистратор 12.

()| 1аничительная ка.мера 4 выполнена в ип.те con.ia для создания направленног о потока выдыхаемою воздуха. Сечение выходного огиерстия сопла (5 см ) примерно равно сечению полости рта при выдохе, что обеспечивает достаточно низкое сопротив- .icHHc выд1 1хаемому воздуху. Термочувстви- те.тьный элемент 9 расположен на выходе воздушного потока из ограничительной камеры 4. а элемент К) -- на выходе воздуш- )1ог() потока из защитного экрана 7 через дроссе.чируюпгие отверстия 8. Расположение элементов 9 и 10 препятствует непосредственному попаданию на них излучения от источника 5, который расположен на загцит- ном экране посередине между элемента.ми 9 и 10 таким образом, чтобы ось излучения источника 5 была перпендикулярна направлению распространения газового потока.

Устройство работает следующим обра- зо.м.

В процессе выдоха открывается клапан 3. Лльвео,тярный воздух поступает в ограничительную камеру 4 и понадает на элемент 9, СИ1нал с выхода которого, пропорциональный изменению сопротивления элемента, поступает на дифференциальный усилитель 11. Величина сигнала от элемента 9 характеризует температуру выдыхаемого альвеолярного воздуха. При выходе из ограничительной камеры 4 молекулы N и COg выдыхаемого альвеолярного воздуха, находящиеся в неравновесном состоянии, взаимодействуют с инфракрасным излучением от источника 5, в результате чего происходят коммуляция и преобразование энергии электронного возбуждения в тепловую энергию. Газовый поток нопадает на элемент 10, вызывая изменение его сопротивления. Величина сигнала от элемента 10 характеризует суммарную температуру выдыхаемого воздуха, т.е. температуру альвеолярного воздуха с учетом его на1 рева за счет высвободившейся тепловой энергии электронного возбуждения молекул

Nj и СОг. Дифференциальный усилитель II выделяет и усиливает величину рассогласования сигналов, постунивщих от элементов 9 и 10. Величина рассогласования сигналов,

т.е. разность суммарной температуры и температуры альвеолярного воздуха, характеризует неравновесное состояние нижних энергетических уровней молекул выдыхаемого альвеолярного воздуха. Выходной сигнал

дифференциального усилителя 11 фиксируется регистратором 12. Для исследования неравновесного состояния различных энергетических уровней молекул Na и СОг выдыхаемого альвеолярного воздуха источник 5 снабжен наборо.м фильтров, в результате че- 14) инфракрасное излучение с заданной длиной волны будет взаимодействовать с определенным энергетическим уровнем молекул . г и СО. С целью получения стандартизированных результатов исследования различных энергетических уровней молекул выдыхаемого альвеолярного воздуха источник 5 должен иметь постоянную мощность инфракрасного излучения, что обеспечивается источи и ком 6 питания.

Предлагаемое устройство, в частности, может быть использовано для прогноза показателя физической работоспособности рабочих, затяных на подземных работах.

...

Формула изобретения

30

1.Устройство для исследования дыхательной системы человека, содержащее дыхательную маску с клапанами вдоха и выдоха, ограничительную ка.меру, расположенную за клапаном выдоха, и последовательно

5 соединенные датчик, усилитель и регистратор, отличающееся те.м, что, с целью повышения точности измерений путем регистрации тепловой энергии при вынужденном переходе неравновесных матекул выдыхаемого

0 воздуха, оно снабжено защитным экраном и дросселирующими отверстия.ми, охватывающими ограничительную камеру, источник инфракрасного излучения с источником питания и набором светофильтров, а датчик является дифференциальным температурным и

содержит два термочувствительных элемента, расположенных один - на выходе воздушного потока из ограничительной камеры, а другой - на выходе воздушного потока из зап1итного экрана через дросселирующие

Q отверстия и соединенных с соответствующими входами усилителя.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник инфракрасного излучения расположен в защитном экране между термо5 чувствительными элементами, при этом направление его излучения перпендикулярно направлению распространения воздущного потока.

Изобретение относится к медицине и позволяет повысить точность исследования энергетических параметров внешнего дыхания человека путем регистрации относительного содержания молекул N₂ и CO₂ в выдыхаемом альвеолярном воздухе, находящихся в неравновесном состоянии, и может быть использовано, например, для прогноза показателя физической работоспособности горнорабочих. Выдыхаемый воздух попадает в дыхательную маску 1, затем через клапан 3 выдоха - в ограничительную камеру 4, выполненную в виде сопла, на выходе которого установлен термочувствительный элемент 9, выходной сигнал которого пропорционален температуре выдыхаемого воздуха. Далее поток выдыхаемого воздуха облучается инфракрасным излучением, генерируемым источником 5 излучения. При этом происходят вынужденные переходы молекул N₂ и CO₂ , находящихся в неравновесном состоянии, температура воздуха повышается и измеряется вторым термочувствительным элементом 10. Ограничительная камера 4, источник 5 и элементы 9 и 10 закрыты защитным экраном 7 с дросселирующими отверстиями 8. Сигнал, пропорциональный разности температур выдыхаемого воздуха до и после его облучения инфракрасным излучением, усиливается усилителем 11 и регистрируется регистратором 12. Источник 5 излучения снабжен набором светофильтров для обеспечения избирательного воздействия на энергетические уровни возбужденных молекул N₂ и CO₂. Источник 5 излучения запитывается источником 6 питания. 1 з.п., 1 ил.