Устройство для регистрации параметров дыхания Советский патент 1982 года по МПК A61B5/08 

1

Изобретение относится к области медицины, в частности к устройству для регистрации параметров дыхания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регистрации параметров дыхания, включающее дыхательную маску, коннектор, термодатчики и интегратор. В известном устройстве имеется также ограничительная камера, при прохождении потока газа через которую перед и за обтекаемым телом образуются мертвые пространства, причем скорость потока в заднем мертвом пространстве значительно меньше, чем в переднема Нити термоанемометрических датчиков (термисторов), установленных вблизи мертвых пространств, взаимодействуют с потоком газа, при этом один регистрирует вдыхаемый, а другой выдыхаемый воздух. Устройство позволяет с определенной точностью

измерять частоту дыхания, скорость и объем газа при вдохе и выдохе 1.

Недостатком известного устройства является неопределенность величины и расположения мертвых зон, образующихся перед и за обтекаемым , телом в различные периоды дыхательного цикла, что влечет за собой снижение точности измерений.

to Другим недостатком известного устройства является использование термистора, который являясь активным элементом, нагревается проходящим по нему током, выделяя тепло в

5 окружающее пространство (газ), что приводит к искажению истинного температурного поля и, как следствие, к неточному измерению температурных колебаний в различные фазы дыхания.

20

Изменения терморассеивания термистора в зависимости от скорости потока вызывают появление неуправляемого шумового сигнала в процессе регистрации вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, а значительная раз ница температур вдыхаемого и выдыхаемого воздуха приводит к тому, мто изменения сопротивления термисторов становятся нелинейными. Указанные недостатки не позволяют рассчитывать количество тепла, выделяемого при дыхании. Цель изобретения - повышение том ности измерения вдыхаемого и выдыхаемого воддуха и обеспечение возможности регистрации количества теп ла, выделяемого при дыхании, в устловиях как ламинарного, так и турбулентного воздушных потоков. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации па раметров дыхания, включаю1чем дыхательную маску, коннектор, термодатчики и интегратор, термодатчики выполнены в виде набора термопар, вкл ценных последовательно, расположенных равномерно по сечению коннектора и введенных в коннектор через отверстие, выполненное вблизи дыхательной маски, и оснащенное электро изблирующим уплотнителем. При этом коннектор может быть выполнен с теплоизолирующей муфтой На фиг. схематично изображено устройство для регистрации параметров дыхания; на фиг.2 и 3 - коннекторы с теплоизолирующей муфтой. Устройство (фиг.1) включает коннектор 1, термодатчики, дыхательную маску (не показана), калибровочный прибор 2, интегратор 3 и регистриру щий прибор k. . Термодатчики выполнены в виде набора термопар 5, включенных последовательно. Термопары 5 расположе ны равномерно по сечению коннектора 1 и введены в последний через отвер тие 6. Отверстие 6 оснащено электроизолирующим уплотнителем 7 и выполнено вблизи дыхательной маски. В устройстве имеется также сосуд 8 Дьюара. Коннектор 1 может быть выполнен (фиг.2) с теплоизолирующей муфтой 9 для обеспечения стабильной ра боты устройства в условиях изменения температуры наружного воздуха, например в полевых условиях, в машине скорой помощи, и для предотвращения терморассеивания. Устройство работает следую1цим образом. Вдох и выдох дыхательной смеси происходит через коннектор 1, в ко торый через отверстие 6, расположенное вблизи дыхательной маски пациента, вводится набор термопар 5, которые генерируют сигнал, пропорциональный средней температуре потока газа. Этот сигнал поступает на калибровочный прибор 2 и далее через интегратор 3 на регистрирующий прибор (например, шлейфный осциллограф). На регистрирующем приборе 4 производится запись кривой изменения температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в процессе самостоятельного или аппаратного дыхания. Предлагаемое устройство апробировано в клинических условиях. Больная М. (48 лет ) поступила с диагнозом ушиб головного мозга, множественные переломы ребер справа, перелом костей таза, разрыв мочевого пузыря. Шок III. Пострадавшей произведена запись температурных изменений на вдохе и выдохе (во время дыхательного цикла) вскоре после начала искусственной вентиляции легких воздушной кислородной смесью. Для этого в коннекторе 1, соединяющем эндотрахеальную трубку и аппарат для искусственной вентиляции (не показаны) легких, через, отверстие 6 введен набор термопар 5, герметичность соединения обеспечивается уплотнителем 7. До начала исследования холодный спай термопар 5 помещается в сосуд 8 Дьюара при температуре тающего льда. После калибровки шлейфного осциллографа и установки светового луча на условный О на самопроявляю1чейся ленте регистратор-э производится запись 1015 дыхательных циклов. При анализе термоосциллограммы рассчить1ваются следующие показатели. Частота дыхания определяется исходя из скорости движения ленты и количества дыхательных циклов на данном отрезке термоосциллограммы и составляет 18 дыхательных циклов за 1 мин. Соотношение времени вдоха и времени выдоха, которое рассчитывается путем сравнения длины участков термоосциллограмм, соответствующих вдох и выдоху.составляет 2.8.2 3 1,2 Средняя температура выдоха опре деляется по данным интегратора и равняется 30,. Количество выделяемого тепла оп ределяется по показаниям интеграто ра и составляет 0,8 кал. Статическая растяжимость рассчитывается путем математического ана лиза конечной части кривой и равняется 0,08 см вод.ст. Величина физиологического мертвого пространства рассчитывается путем математического анализа начальной части кривой и составляет 300 мл. Заключение по термоосциллограмУ пострадавшей М. отмечено значительное снижение температуры выдыхаемого воздуха, температуры ядра и уменьшение количества выделяе мого тепла, что свидетельствует о сокращении легочного объема крови и нарушении вентиляционно-перфузио ных отношений в легких. Предлагаемое устройство позволя ет с высокой степенью точности и воспроизводимости ocyщectвлять запись кривых изменения температуры вдыхаемых и выдыхаемых газов. При применении устройства не затрудняется дыхание и не вносятся искажения в его процесс, так как аэродинамические сопротивление термопар в коннекторе очень мало, а тепловы деление датчика отсутствует. Устройство дает возможность существенно расширить число показателей, характеризуюсцих функцию дыха ния, в частности позволяет измерять выделяемое при дыхании тепло, регистрировать и определять средние температуры в течение всего дыхател ного цикла и точно измерять отношение длительности вдоха и выдоха. Все перечисленные показатели могут быть получены как при самостоятельном дыхании, так и при искусственной вентиляции легких, что позволяет применять устройство у пострадав ших с тяжелой травмой, сопровождающейся шоком. Использование этих 37б показателей дает возможность объективно оценить состояние теплообмена и вентиляционно-перфузионных отношений в легких, а также регуляции дыхания со стороны центральной нервной системы. С помощью предлагаемого устройства можно анализировать характер нарастания и спада температуры воздуха при вдохе и выдохе, что позволяет оценить статическую растяжиMocjb легочной ткани и величину физиологического мёртвого пространства. По наличию дополнительных волн на термоосциллограмме можно судить о появлении самостоятельного дыхания у пострадавших, находящихся на искусственной вентиляции легких. Применение предлагаемого устройства расширяет возможности диагностики легочной паталогии благодаря многофакторной интерпретации полученной термоосциллограммы. Перспективным является использование устройства при диагностике локальных повреждений в легких. Формула изобретения 1 Устройство для регистрации параметров дыхания, включающее дыхательную маску, коннектор, термодатчики и интегратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и обеспечения возможности регистрации количества тепла, выделяемого при дыхании, в условиях как ламинарного, так и турбулентного воздушных потоков, термодатчики выполнены в виде набора термопар, включенных последовательно, расположенных равномерно по сечению коннектора и введенных в коннектор через отверстие, выполненное вблизи дыхательной маски и оснащенное электроизолирукхцим уплотнителем. 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что коннектор выполнен с теплоизолирующей муфтой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР tf 60216, кл. А 61 В 5/00, 1976. yL-J L -. I-.--jf zi: .ff.o. y. ;ло э.-; -.Ь-. /7/7///7 //////////////, ///7/////7Л г «./ , , tv 0 yVjXx Xxyx / VxVvV (Риг.З.