Устройство для пульмофонографического исследования Советский патент 1993 года по МПК A61B5/08 

| Предлагаемое устройство для пульмо- фонографического исследования относится к изделиям медицинской техники, предназначенным для локального исследования лег- KI/IX активным акустическим методом и найдет применение в различных отраслях медицины, например, в пульмонологии, фтизиатрии, педиатрии, реаниматологии.

i Целью изобретения является расшире- диагностических возможностей путем регистрации амплитудно-частотных характеристик ветвей бронхиального дерева,| Указанная цель достигается тем, что ус- Тройство для пульмофонографического исс- л дования, содержащее систему подачи звуковых колебаний в верхние дыхательные пуди, выполненную в виде излучателя звука. размещенного в герметичном кожухе и электрически соединенного со звуковым г.е- н4ратором, соединенного с кожухом тру- бо проводом узла подключения к пациенту с

установленным в нем контрольным микро- фоном, электрически соединенным с блоком усилителей, и систему регистрации акустических сигналов на поверхности грудной клетки, включающую измерительные микрофоны, электрически связанные с бло- ком усилителей, дополнительно введены по- следовательно соединенные подключенный к выходам блока усилителей блок фильтров, блок электронных ключей и блок управления и обработки со средством отображения информации и средством ввода в виде клавиатуры, при этом звуковой генератор вы- ,полней в виде последовательно соединенных эадатчика частот, цифро-аналогового преобразователя и усилителя с управляемым коэффициентом усиления, выход которого является выходом звукового генератора, первый выход блока управления и обработки соединен со входом задатчика частот, второй его выход связан с

сл

С

OD

СО

о о сл о

Ы

управляющим входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления, а третий вход, подключен к управляющим входам блока электронных ключей и блока фильтров.

Схема предлагаемого устройства представлена на рис. 1.. Пациент с помощью загубника (маски, интубационной трубки - при проведении ИВЛ) 1 подключается к узлу 2 присоединения, содержащему звукопровод 3 с атмосферным отводом 4 и контрольным микрофоном 5. Звукопровод 3 соединен с герметичным кожухом б, в котором установлен излучатель 7 звука.

На грудной клетке пациента установлен с помощью средств крепления блок 8 измерительных микрофонов. Измерительные микрофоны блока 8 и контрольный микро- фон 5 электрически связаны с блоком 21 усилителей.

Устройство снабх ено блоком 9 управления и обработки, содержащем, например, соединенные между собой вычислитель- контроллер 10, постоянное запоминающее устройство 11, оперативное запоминающее устройство 12, таймер 13, аналого-цифровой преобразователь 14 и связной адаптер 15. Блок 9 управления и обработки снабжен также средством 25 отображения информации и средством 24 ввода в виде клавиатуры. Звуковой генератор 16 устройства, соединенный с излучателем 7 звука,, содер- жит последовательно соединенные задат- чик 17 частот, цифро-аналоговый преобразователь 18 и урилитоль 19 с управляемым коэффициентом усиления. Выход последнего является выходом звукового генератора. Задатчик 17 частоты и усилитель 19 с управляемым коэффициентом усиления связаны с выходами блока 9 управления и обработки.

Устройство снабжено последовательно соединенными блоком 22 фильтров и блоком 23 электронных ключей, составляющими с блоком 21 усилителей блок 20 усилителей-фильтров. Последний связан с информационным входом блока 9 управления и обработки. Выход блока 9 управления и обработки соединен с управляющими входами блока 22 фильтров и блока 23 электронных ключей.°

Работа предлагаемого устройства состоит в следующем. В процессе настройки оператор задает режим работы устройства, вводя в 9 управления и обработки команды в виде текстов, набираемых с помощью средства 24 ввода и контролируемых с помощью средства 25 отображения информации. Одновременно на экран средства 25 отображения инфор0

5

мации выводятся инструкций оператору и сигналы о корректности задания режима и готовности аппаратуры. Блок 9 управления и обработки выбирает конкретную програм- му исследования в соответствии с командой оператора, устанавливает ячейки ОЗУ 12 в исходное состояние, загружает таймер 13. с помощью которого ведется отсчет отрезков времени в процессе исследования.

В режим исследования устройство вводится по команде оператора, подаваемой им с помощью.Средства 24 ввода.

Для генерации звуковых колебаний блок 9 управления и обработки циклически изменяет код адреса на входе задатчика 17 частот звукового генератора 16. На выходе задатчика 17 частот соответственно циклически изменяется код синусоидального сигнала, поступающий на вход цифро-аналогового преобразователя 18. На выходе последнего при этом формируется аналоговый синусоидальный сигнал, частота которого определяетбя частотой изменения кода адреса на входе задатчика 17 частот звукового генератора 16. Усиленный усилителем 19 c управляемым коэффициентом усиления синусоидальный сигнал пода- ется на излучатель 7. звука, который формирует в звукопроводе 3 звуковые колебания, поступающие на вхдд в верхние дыхательные пути исследуемого. Последний свободно дышит через отвод 4 в атмосферу (при исследовании в процессе проведения искусственной вентиляции легких к этому отводу присоединяется аппарат ИВЛ).

Звуковой сигнал на входе в верхние дыхательные пути пациента воспринимается контрольным микрофоном 5, установлен- п ным в узле 2 присоединения, передающим сигнал через блок 20 усилителей-фильтров и блок 9 управления и обработки, который сравнивает его с сигналом, заложенным программой в постоянное запоминающее устройство 11 блока 9. В случае отклонения параметров контрольного сигнала от заданного блок 9 управления и обработки корректирует коэффициент усиления усилителя 19 звукового генератора 16 таким образом, что амплитуда звукового сигнала остается по0

5

0

5

0

5

стоянной в процессе исследования.

В режиме подачи импульсного звукового сигнала в верхние дыхательные пути пациента сигнал контрольного микрофона 5 включает таймер 13 блока 9 управления и обработки для отсчета времени прохождения импульса звуковых колебаний по воздушному тракту легких и для измерения временных характеристик собственных колебаний участков легких.

Прошедшие по воздушному тракту легкий звуковые сигналы регистрируются на поверхности грудной клетки блоком 8 измерительных микрофонов преобразующих ко- лейания участков грудной клетки в электрические сигналы. Последние передаются через блок 20 усилителей-фильтров в блок 9 управления и обработки, где информация накапливается и обрабатывается в

со

Toiyi же блоке 9.

В зависимости от выбранного режима

ра ра

16 ны

ра

тветствии с программой, заложенной в

зоты блок 9 управления и обработки по- ному управляет звуковым генератором блоком 22 фильтра и блоком 23 электрон- с ключей.

В режиме пульмофонографии блок 9 уп- ления и обработки включает фильтры

блока 22, настроенные на частоту, выбранную исследователем и введенную через средство 24 ввода; с помощью блока 23 электронных ключей осуществляется сбор информации со всех измерительных микро- фо-юв блока 8. В режиме измерения амлли- туДно-частотных характеристик ветвей бр1жхиального дерева ёлок 9 управления и обработки последовательно переключает фильтры блока 22 различных частот в соот- ве1ствии с программой, предусматривающей порядок синхронной подачи звуковых колебаний различных частот в верхние дыхательные пути пациента; блок 23 электронных ключей управляется аналогично выше описанному. В режиме пульмоноперкуссии при импульсной подаче звуковых сигналов блок 9 управления и обработки полностью отключает фильтры блока 22, обеспечивая широкополосное усиление сигналов со всех измерительных микрофонов блока 8 для приведения спектрального анализа собственных колебаний участков легких.

; Обработка результатов пр оизводится после завершения исследования которое продолжаться в течение одного или нескольких дыхательных циклов. Накопленные в процессе исследования в блоке 9 управления и обработки данные и результаты промежуточных вычислений обрабатываются з том же блоке по алгоритмам, изложен- ным, например, в монографии Л. И. Неверовского Пульмонографйя (Москза, ГМэдицина, 1981 г.); результаты обработки выводятся на экран средства 25 отображений информации.

Благодаря признакам, отличающим от прототипа предложенное устройство, у последнего появляются новые свойства, заключающиеся в возможности генерации звуковых сигналов различной частоты, интенсивности, длительности, и изменений

этих параметров во времени путем программируемого управления; в возможности запоминания сигналов на входе и выходе исследуемой системы (дыхательного аппа5 рата человека) с последующим амплитудным, частотным, фазовым и временным анализом этих сигналов и получением количественной информации о состоянии воздушного тракта легких; в полном

0 исключении ручной обработки результатов исследования и аналитических расчетов,

Генерация постоянного по частоте и ин- тенси вности звукового сигнала в воздуш5 ном тракте легких с определением глубины амплитудной модуляции сигнала ня поверхности грудной клетки в процессе дыхания позволяет сделать расчет локальной удельной вентилируемости легочной паренхимы.

0 Генерация звукового сигнала с программно- изменяемой по определенному закону частотой, интенсивностью делает возможным вычисления соответствующих функциональных характеристик различных по глубине

5 слоев легких, прилежащих к грудной стенке, с одновременным определением степени проходимости ветвей бронхиального дерева. Генерация импульсных сигналов с программно-изменяемойчастото,й,

0 интенсивностью и длительностью импульса, вычисление временных параметров входного и выходного сигналов с расчетом спектральных характеристик возбужденных собственных колебаний участков легких да5 ют возможность оценить состояние участка воздушного тракта легких.

Формула изобретения Устройство для пульмофонографическо0 го исследования, содержащее систему подачи звуковых колебаний в верхние дыхательные пути, выполненную в виде излучателя звука, размещенного в герметичном кожухе и электрически соединенного

5 со звуковым генератором, соединенного с кожухом трубопроводом узел подключения к пациенту с установленным в нем контрольным микрофоном, электрически соединенным с блоком усилителей, и систему

0 регистрации акустических сигналов на поверхности грудной клетки, включающую измерительные микрофоны, электрически связанные с блоком усилителей, отличающееся тем, что, с целью расширения

5 диагностических возможностей путем регистрации амплитудно-частотных характеристик ветвей бронхиального дерева, в него введены последовательно соединенные подключенный к выходам блока усилителей блок фильтров, блок электронных ключей и

блок управления и обработки со средством отображения информации и средством ввода в виде клавиатуры, при этом звуковой генератор выполнен в виде последовательно соединенных задатчика частот, цифроа- налогового преобразователя и усилителя с управляемым коэффициентом усиления, выход которого является выходом звукового

генератора, первый выход блока управления и обработки соединен с входом задатчика частот, второй его выход с управляющим входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления, а третий выход подключен к управляющим входами блока электронных ключей и блока фильтров.

Использование: в медицине для локального исследования легких активным акустическим методом. В частности устройство найдет применение в пульмонологии-, фтизиатрии, реаниматологии. Сущность изобретения: Устройство содержит „систему подачи звуковых колебаний в верхние дыхательные пути, выполненную в виде излучателя звука, размещенного в герметичном кожухе и соединенного со звуковым генератором, соединенный с кожухом трубопроводом узел подключения к пациенту с установленным в нем контрольным микрофоном, электрически соединенным с блоком усилителей, и систему регистрации акустических сигналов на поверхности грудной клетки. Согласно изобретения в устройство введены последовательно соединенные блок фильтров, блок электронных ключей и блок управления и обработки. Звуковой генератор выполнен в виде последовательно соединенных задатчика частот, цифро-аналогового преобразователя, и усилителя с управляемым коэффициентом усиления. 1 ил.

( i j

EHt- , I :

11 блок усилителей} блок управления I - Фильтров

и обсаботки ,

Ц91 i J

СП СП СП СП СГЗ СП СГЗ СЭ CTJ

средство

отображена

информапии

средство ввода Ј4