Устройство для исследования дыхательной системы человека

 

Изобретение относится к медицине и позволяет повысить точность исследования энергетических параметров внешнего дыхания человека путем регистрации относительного содержания молекул N<SB POS="POST">2</SB> и CO<SB POS="POST">2</SB> 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 N<SB POS="POST">2</SB> и CO<SB POS="POST">2</SB> , 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 N<SB POS="POST">2</SB> и CO<SB POS="POST">2</SB>. Источник 5 излучения запитывается источником 6 питания. 1 з.п., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 Л 61 В 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б»>ь,„.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4150765/28-14 (22 ) 20.08.86 (46) 07.07.89. Бюл. ЛЪ 25 (71) Лаборатория профотоора и адаптации горнорабочих Г1роизводственн»го оо.ьединения «Макеевуголь» (72) И. П. Жученко (53) 615.47 (088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР № 955903, кл. Л 61 В 5, 08, 1979. (54) УСТРОИСТВО 1ЛЯ ИССЛЕДОВЛ11ИЯ ДГ>!ХЛТК IbHOA С) !СТГ>МБ1 ЧГ;ЛОВБКЛ (57) Изобретение относится к медицине и позволяет повысить точность исследования энергетических параметров внец>него дыхания человека путем регистрации относительtt(>t t> содержания молекул Х и СО в выдыхаемом альвеолярном воздухе, находягцихся н неравновесном состоянии, и может быть использовано, например, для прогноза показателя физической работоспособности горнорабочих. Выдыхаемый войдуx попадает в дыхательнук> часку 1, затем через клапан 3 вы„„Я0„„1491446 A 1

2 доха — в ограничительную камеру 4, выполненную в виде сопла. на выходе которого установлен термочувствительный элемент 9, выходной сигнал которого пропорционален температуре выдыхаем ого воздуха. Далее поток выдыхаемого воздуха облучается инфракрасным излучением, генерируемым источником 5 излучения. При этом npoucxot» t вынл кденные переходы чолек>л @ è СО . находягцихся в неравновесном состоянии, течпература воздуха повышается и измеря ется вторым термочувствительным элементол> 10. Ограничительная камера 4, источник 5 и элементы 9 и 10 закрыты защитным экраном 7 с дросселируюгцими отверстиями

8. Сигнал, про>к>рциональный разности течператур выдыхаечого воздуха до и после его облучения инфракрасным излучениел>, усилива TcH у ttëèòåëñ÷ 11 и регистрируется регистратороч 12. Источник 5 излучения снабжен набором светофи lbTpoB для обеспечения избирательного воздействия на энергетические уровни возбужденных молекул !Х) и

СО2. Источник 5 излучения запитывается источникоч 6 питания. 1 з.п. ф- >hl, 1 ил.

1491446

Формула изобретения

55

l l l)(. теl при исс IBzoBBIH

11сль изобр I(@ия — повышение точности пзмc(>с ний п,тем регистрации тепловой энергии llðH вынужденном переходе неравновесны» молекул выдыхаемогo воздуха.

1!а чсртежс изображена структурная cxei»l B устройства.

Устройство содержит дыхательную маску

1 с h.<апанами вдо»а 2 и выдоха 3, ограничигельн»к> камеру 4, источник 5 инфракрас>к>го излучения с источником 6 питания и и;<бора»< о <с гофи,)ьгрон (не показаны), заIt(It) HI>II< кран 7 с дросселирующими отверстиями 8, датчик температуры, содержащий т«рмоч» B<:твигельные элементы 9 и 10, ycu,lH<(ll> 11 и реl истратор 12.

О< раничительная камера 4 выполнена в

Bl<.lt с(>llr>B для создания направленного поток;< вы.(t l»l<(.l(

IB(. ð<:THH сопла (5 смг) примерно рави<> сечении, <к>лости рта при выдохе. что о(тсспечивасг достаточно низкое сопротивлс«><с выд l»Be»t<>»<цие отверстия 8. Расположение эг<смсс<тов 9 и !0 препятствует непосредственном» попаданик> на ни» изл»чения от источника 5, который расположен на защитном экране посередине между элементами

9 и 10 таким образом, чтобы ось излучения источника 5 была перпендикулярна направлению раoпрoстраt<åt

У<."rp<>tt<..T«o работает следующим образом.

В процессе выдоха открывается клапан 3. Лгп>всолярный возду» поступает в ограничителы<ук) камеру 4 и попадает на элемент

9, си< нал Bbl»o;(B которого, пропорциональный пзмененик> ollpoTHB.<åHHH элемента, Iloступает па дифференциальный усилитель !!.

Величина сигнала оТ элемента 9 характеризует температуру выдыхаемого альвеолярного в<>зду»B. При вы»оде из ограничительной камеры 4 молекулы » и СО 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 тепловук) энергию. Газовый Ноток п(п<адает на элемент 10, вызывая изменение егo сопротивления. Величина сигнала от лемента 10 характеризует суммарную температуру выды»аемогo воздуха, т.е. температур» альвеолярного воздуха с учетом его нагрева за счет высвободившейся тепловой энергии электронного возбуждения молекул .»< и СО . Дифференциальный усилитель 11 выделяет и усиливает величину рассогласования сигналов, поступивших 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 N2 и СО выдыхаемого альвеолярного воздуха источник 5 снабжен набором фильтров, в результате чего инфракрасное излучение с заданной длиной волны будет взаимодействовать с определенным энергетическим уровнем молекул

Х и СО . С целью получения стандартизированных результатов исследования различны» энергетических уровней молекул выдыхаемого альвеолярного воздуха источник 5 должен иметь постоянную могцность инфракрасного излучения, что обеспечивается источником 6 питания.

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

1. Устройство для исследования дыхательной системы человека, содержащее дыхательную маску с клапанами вдоха и выдоха, ограничительную камеру, расположенную за клапаном выдоха, и последовательно соединенные датчик, усилитель и регистратор, OTãè÷àþùååñÿ тем, что, с целью ловып<ения точности измерений путем регистрации тепловой энергии при вынужденном переходе неравновесных молекул выдыхаемого воздуха, оно снабжено защитным экраном и дросселирую<цими отверстиями, <>хв ITIIBaloшими ограничительную камеру, источник инфракрасного излучения с источником питания и набором светофи IbrpoB, а датчик является дифференциальным температурным и содержит два термочувствительных элемента, расположенных один — на выходе воздушного потока из ограничительной камеры, а другой — Ha выходе воздушного потока из защитного экрана через дросселирующие отверстия и соединенных с соответствующими входами усилителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, ч<о источник инфракрасного излучения расположен в защитном экране между термочувствительными элементами, при этом направление его излучения перпендикулярно направлению распространения воздушного потока.