Устройство для измерения параметровдыХАНия Советский патент 1981 года по МПК A61B5/08 

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для пульмонологических исследований, и быть использовано для измерения параметров легочной вентиляции и временных параметров дыхания в различных условиях деятельности человека.

Известно устройство для измерения параметров дыхания, которое содержит маску с клапанами вдоха и выдоха, ограничительную камеру с решетчатым ламинатором потока воздуха, капсулу с проходными окнами, в которую заключена нить термодатчика, и защитный экран в виде отражателя, установленный с внешней стороны ограничительной камеры 1J.

Недостатком известного устройства является отсутствие в его выходном сигнале информации об объеме вдыхаемого воздуха. Кроме того, результат измерения объема выдыхаемого воздуха суш,ественно зависит от нелинейности характеристики термодатчика, его инерционности и температуры окружаюш,ей среды.

Целью изобретения является повышение точности измерения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в ограничительную камеру устройства введен второй термодатчик и второй ламинатор потока воздуха, при этом термодатчики разнесены по оси камеры и расположены между ламинаторами, которые установлены на ее входе и выходе.

Кроме того, термодатчики выполнены в виде термисторов.

На фиг. 1 изображено схематично устройство для измерения параметров дыхания, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит дыхательную маску 1, к которой присоединена ограничительная камера 2 в виде трубки для сообш,ения испытуемого с атмосферой. Внутри ограничительной камеры на ее входе и выходе установлены два решетчатых ламинатора 3 и 4, которые служат для создания однородного по сечению этой камеры потока воздуха при входе и выдохе. Термодатчики 5 и 6 установлены внутри ограничительной камеры 2 между ламинаторами 3 и 4 и разнесены между собой на расстояние / ио оси камеры.

В качестве термодатчиков 5 и 6 применены однотипные высокочувствительные термисторы.

Устройство работает следуюш,им образом. В исходном состоянии термодатчики 5 и 6 имеют температуру t С (среднее значение между температурой окружающей среды t С и температурой выдыхаемого воздуха /2 С). При выдохе воздух из легких проходит через маску 1, ламинатор 3 и камеру 2 и в момент времени /i начинает разогревать термодатчик 5 до темиературы (сплошная кривая на фиг. 2). Через время тепловой фронт выдыхаемого потока проходит расстояние / и начинает разогревать термодатчик 6 до температуры t2 С (пунктирная кривая на фиг. 2) и далее через ламинатор 4выдыхаемый воздух выходит в атмосферу. Если после окончания выдоха в момент времени з следует науза между дыхательными циклами, то оба термодатчика охлаждаются до исходной температуры. При вдохе воздух из атмосферы через ламинатор 4 засасывается в камеру 2 и в момент времени t охлаждает до температуры tl С термодатчик 6, а через время охлаждает до температуры /iC термодатчик 5 и через ламинатор 3 и маску 1 попадает в легкие. Если вдох и выдох следуют непрерывно друг за другом, то участок А/пауз 4- 3, равный времени паузы между вдохом и выдохом отсутствует и временная диаграмма имеет вид, изображенный на фиг. 3. Наличие в выходном сигнале датчика временных интервалов (фиг. 2): -времени выдоха -времени вдоха , -времени распространения теплового фронта потока на расстояние / при выдохе -времени распространения теплового фронта на расстояние / при вдохе позволяет вычислить дыхательные объемы при вдохе и выдохе: ВЛ-- ср-вд выд - Iср. выд) гдеУВД - ПОЛНЫЙ объем вдыхаемого воздуха; УБЫЛ, - полный объем выдыхаемого воздуха; средняя линейная скоiср.вд - рость потока воздуха в ограничительной камере при вдохе; средняя линейная CD.выл - выд рость потока воздуха в ограничительной камере при выдохе; S - сечение ограничительной камеры; /-расстояние между термодатчиками. Введение в устройство второго термодатчика позволяет вырабатывать выходной сигнал, пропорциональный объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Выходной сигнал датчика является функцией времени и не зависит от вида и степени нелинейности характеристики термодатчиков, температуры выдыхаемого воздуха и окружающей среды. Это позволяет использовать в качестве термодатчиков высокочувствительные термисторы. Инерционность термодатчиков, влияющая на скорость изменения их температуры (углы tti и сса на фиг. 3), не вносит существенной погрешности при определении А, так как для однотипных термодатчиков . Таким образом, конструкция устройства позволяет повысить точность измерения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, что расширяет область использования устройства. Формула изобретения 1.Устройство для измерения параметров дыхания, содержащее дыхательную маску с присоединенной к ней ограничительной камерой, внутри которой расположены ламинатор потока воздуха и термодатчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, в ограничительную камеру введен второй термодатчик и второй ламинатор потока воздуха, при этом термодатчики разнесены по оси камеры и расположены между ламинаторами, которые установлены на ее входе и выходе. 2.Устройство ио п. 1, отлич-ающееся тем, что термодатчики выполнены в виде термисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 386622, кл. А 61В 5/08, 1971.

CXJb

Nxx