Способ локального исследования вентиляции легких и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК A61B5/08 A61B5/85 

Изобретение относится к медицинской диагностике и предназначено для исследования дыхательной системы человека,

Цель изобретения - повышение точности измерения вентиляционной компоненты межэлектродного импеданса исследуемого участка легких за счет учета изменения межэлектродного расстояния.

На фиг.1 изображена структурная блок- схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - схема наложения электродов на пациента.

Способ локального исследования вентиляции легких осуществляют следующим образом.

В местах проекции заданного участка легких на поверхность грудной клетки пациента накладывают электродную систему фокусирующего реоплетизмографа и регистрируют межэлектродный импеданс. Одновременно с измерением межэлектродного импеданса непрерывно измеряют величину межэлектродного расстояния и показатель относительной вентиляции легких вычисляют по формуле

/ у(%) (тг-)-1оа

где Z - значение базового межэлектродного импеданса, Ом;

AZ- амплитудаа дыхательных колебаний импеданса, Ом;

f- значение базового межэлектродного расстояния, мм;

Д t - значение изменения межэлектродного расстояния при дыхании, мм.

Для осуществления способа локального исследования вентиляции легких используется устройство, содержащее фокусирующий реоплетизмограф 1 с электродной системой 2, первый блок 3 деления для вычисления отношения переменной составляющей импеданса к его базовому значению, блок 4 измерения межэлектродного расстояния, второй блок 5 деления для вычисления отношения переменной составляющей межэлектродного расстояния к его базовому значению и дифференциальный усилитель 6, причем вход первого бяокаЗ деления подключен к выходу фокусирующего реоплетизмографа 1, вход второго блока 5 деления соединен с выходом блока 4 измерения межзлектродного расстояния, выходы обоих блоков 3 и 5 деления подключены к входам дифференциального усилителя 6, выход которого соединен с индикатором 7,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

блок 4 измерения межэлектродного расстояния выполнен в виде последоватепьчо соединенных генератора 8 тактовых импульсов, излучателя 9 ультразвука, приемника 10 ультразвука и блока 11 измерения временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом генератора 8 тактовых импульсов, причем излучатель 9 и приемник 10 ультразвука расположены соосно с фокусирующими электродами 12.1 и электродной системы 2 реоплетизмографа 1, а поверхность приемника 10 и излучателя 9, обращенная к пациенту, покрыта электропроводящим материалом и является центральным (измерительным) электродом 13.1 и 13.2 реоплетизмографа 1,

Электродная система 2 устройства содержит конструктивно объединенный с центральным электродом 13,1 и 13.2 приемник 10 и излучатель 9 ультразвука. Фокусирующие электроды 12.1 и 12.2 выполнены в виде кольцевого наружного электрода, отделенного изолирующим зазором от центрального электрода 13.1 и 13.2, представляющего собой пьезокер&.-лический диск, внешняя поверхность которого покрыта электропроводящим материалом.

Пьезокерамический диск приемника 10 и излучателя 9 электрически соединен с входами блока 4 измерения межэлектродного расстояния и, в зависимости от подключения, является рабочим элементом излучателя 9 или приемника 10.

Пример. Электродная система 2 фокусирующего реоплетизмографа 1, выполненного на базе промышленного реоплетизмографа РПГ 2-03, у которого центральный электрод фокусирующей электродной системы заменен на пьезокерамический диск с сохранением размеров центрального электрода, а поверхность покрыта серебром и соединена с входом измерительного канала реоплетизмографа 1, накладывается в местах проекций исследуемого участка легкого на грудь и спину пациента, Фокусирующий реоплетизмограф 1 формирует сигнал, пропорциональный базовому значению импеданса и его изменениям при дыхании. Блок 3 вычисления отношения переменной составляющей импеданса к его базовому значению формирует сигнал, пропорциональный отношению переменной составляющей импеданса к его базовому значению. Контроль межэлектрод ного расстояния осуществляется на основе ультразвуковой локации грудной клетки блоком 4 измерения межэлектродного расстояния. Излучатель 9 и приемник 10 блока 4 измерения межэлектродного расстояния работают в трансмиссионном режиме, а измерение межэлектродного расстояния между излучателем 9 и приемником 10 осуществляется по времени прохождения сигнала через грудную клетку, Блок 5 формирует сигнал, пропорциональный отношению переменной составляющей межэлектродного расстояния к его базовому значению. С помощью дифференциального усилителя 6 производится вычитание сигнала, пропорционального относительным изменениям межэлектродного расстояния, из сигнала, пропорционального относительным изменениям межэлектродчого импеданса. Разностный сигнал с выхода дифференциального усилителя 6 поступает на индикатор 7 для количественного контроля величины относительной вентиляции исследуемого участка легких, а также на звуковой индикатор (телефон), тональность звучания которого зависит от амплитуды разностного сигнала, определяющего глубину наполнения воздухом исследуемого участка легкого.

Измерения, проведенные на здоровых и больных с легочной патологией (в частности, односторонней), показали, что предлагаемый способ локального исследования вентиляции легких позволяет более точно охарактеризовать процесс воздушного наполнения легких, изучить характер распределения вдыхаемого воздуха (топографию вдоха и выдоха). Параметр, регистрируемый предлагаемым устройством, в меньшей степени чувствителен к механическим явлениям, происходящим в грудной клетке (например, к растяжению легочной ткани без наполнения ее воздухом), по сравнению с классическим импедансным показателем, регистрируемым обычным реоплетизмографом. В результате использования предлагаемого устройства точность исследования вентиляционных процессов возрастает не менее чем на 30%. Появляется возможность точнее указать область поражения легкого, где вообще отсутствует альвеолярная вентиляция.

Формула изобретения 1.Способ локального исследования вентиляции легких, включающий в себя наложение электродов в местах проекции заданного

10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

участка легких на поверхность грудной клетки, регистрацию межэлектродного импеданса с последующим анализом амплитудно-временных показателей импедансной пневмог- раммы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вентиляционной компоненты межэлектродного импеданса исследуемого участка легких за счет учета изменения межэлектродного рассточ- ния, одновременно с измерением межэлектродного импеданса непрерывно измеряют величину межэлектродного расстояния и показатель относительной вентиляции легких вычисляют по формуле

у(%) (-4Ь-1ОД

где Z - значение базового межэлектродного

импеданса, Ом;

AZ-амплитуда дыхательных колебаний импеданса, Ом:

А Е - значение величины из енения межэлектродного расстояния при дыхании, мм;

Ј- значение базового межэлектродного расстояния, мм.

2. Устройство для г-с;-эя ного исследования вентиляции легких, содержащее фокусирующий реоплет /.змсьрэф с электродной системой и индикаюр, отличающееся тем, что дополнительно введены первый опок деления, второй блок деления, дифференциальный усилитель, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, излучатель ультразвука, приемник ультразвука и блок измерения временных интервалов, причем излучатель и приемник ультразвука расположены соосно с фокусирующими электродами электродной системы реоплетизмографз, а поверхность приемника и излучателя, обращенная к пациенту, покрыта электропроводящим материалом и является центральным (измерительным) электродов реоплетизмогра- фа, при этом второй вход блока измерения временных интервалов соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход первого блока деления подключен к аыходу фокусирующего реоплегизмографа, вход второго блока деления соединен с выходом блока измерения временных интервалов, выход обоих блоков деления подключен к входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с индикатором.

2 8 12.1

i

А - сшнмп

В - ткань легкого

73.2

Изобретение относится к медицине и предназначено для исследования дыхательной системы человека. Целью изобретения является повышение точности измерения вентиляционной компоненты межэлектродного импеданса исследуемого участка легких за счет учета изменения межэлектродного расстояния. Для осуществления способа локального исследования вентиляции легких на пациента накладывают электродную систему фокусирующего реоплетиэмографа 1 в местах проекции заданного участка легких на поверхность грудной клетки, вовремя дыхания пациента, одновременно с измерени- ечмежзлектродного импеданса непрерывно измеряют величину межэлектродного расстояния и показатель относительной вентиляции легких вычисляют по формуле: у(%) (-т-г)-гса Контроль межэлектродного расстояния осуществляется блоком 4 измерения межэлектродного расстояния с помощью ультразвука, причем излучатель и приемник ультразвука расположены соосно с фокусирующими электродами электродной системы реопле- тизмографа 1, а поверхность приемника и излучателя, обращенная к пациенту, покрыта электропроводящим материалом и является центральным (измерительным) электродом реоплетизмографа 1. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Qs Ы ю