Устройство для исследования дыхания

 

Изобретение относится к биологии и медицине, в частности к биомеханике дыхания и может быть использовано в эксперименте и клинике для точного качественного и количественного анализа асимметрии дыхательных движений грудной клетки (ГК), брюшной стенки (БС). Сущность изобретения: устройство для исследования дыхания содержит последовательно соединенные сумматор 6, усилитель 7, аналого-цифровой преобразователь 8 и счетчик 9, а также инвертор 4 и счетчик 5 импульсов, входы которых через переключатель соединены с генераторами высокой частоты, входы которых являются входами блока обработки данных, причем выходом последнего является выход счетчика. Датчики дыхания выполнены токовихревыми с ответными пластинами. Цель: выявление асимметрии дыхания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к биологии и медицине, в частности к биомеханике дыхания и может быть использовано в эксперименте и клинике для точного качественного и количественного анализа асимметрии дыхательных движений грудной клетки (ГК), брюшной стенки (БС).

Известны устройства для функциональной диагностики легких, основанные на волюмоспирометрии и тахоспирометрии [1] которые обладают рядом недостатков. Они не позволяют дифференцировать объемные перемещения грудной клетки и брюшной стенки и возникающие асимметрии в этих движениях, например между правой и левой половиной грудной клетки. Последнее может возникать при различных патологических явлениях, поражениях отрицательных групп мышц или нервов.

Прототипом данного изобретения является известное устройство (пат. США N 4777962, кл. А 61 В 5/08), для исследования дыхания с помощью датчиков дыхания, соединенный через блок обработки данных с блоком индикации. Однако это устройство не позволяет дифференцировать асимметрии в этих движениях, например между правой и левой половиной грудной клетки. Эти симметрии могут возникать при различных патологических явлениях, поражениях отдельных групп мышц или нервов. Сами индуктивные датчики чувствительны к внешним переменным электромагнитным полям и не могут быть использованы при действии, например, бегущего магнитного поля, что снижает функциональные возможности этого устройства при применении магнитотерапевтических устройств.

Цель изобретения устройства является выявление возникновения асимметрии дыхания.

Для достижения цели в известном устройстве, содержащем датчик дыхания, соединенные через блок обработки данных с блоком индикации, блок обработки данных содержит последовательно соединенные сумматор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и счетчик, а также инвертор и счетчик импульсов, входы которых через переключатель соединены с генераторами высокой частоты, входы которых являются входами блока обработки данных, причем выходом последнего является выход счетчика, а датчики дыхания выполнены токовыхревыми.

Реализация устройства поясняется чертежом. Устройство содержит ответные пластины 1 из ферромагнитного материала, прикрепляемые в симметричных парных точках ГК и БС, датчики дыхания 2, работающие на токовихревом принципе и обеспечивающие линейную характеристику уровня выходного сигнала от величины зазора, генератор высокой частоты 3 с усилителем мощности и линеаризатором амплитудной характеристики, соединенными последовательно между собой инвертор 4 по одному из каждой пары датчиков и счетчик импульсов 5 по второму каналу, сумматор 6, буферный усилитель 7, аналого-цифровой преобразователь 8, счетчик с индикатором 9.

Устройство работает следующим образом.

Животное или человек фиксируется неподвижно на спине. На поверхности ГК и БС фиксируются ответные пластинки 1 из ферромагнитного материала (например, приклеиваются). На заданном расстоянии от них фиксируется в держателе (на чертеже не показан) датчик дыхания 2, соединенный с генератором высокой частоты 3, с усилителем мощности и линеаризатором амплитудной характеристики. При экскурсии ГК и БС изменяется расстояние между ответными пластинами 1 и датчиками дыхания 2, и сигнал от симметричной пары (на одном уровне ГК или БС) сагитально (по осевой линии) или фронтально (слева направо от осевой линии) поступает по одному каналу (например, левому на чертеже) через инвертор, а по второму через счетчик импульсов, который содержит задатчик числа импульсов n, где n 1, 2 Каждая экскурсия "вдох-выдох" задает один импульс в счетчике импульсов 5, если это число станет равным заданному n, то вход сумматора 6 замыкается сигналом счетчика импульсов 5 и дальнейшие сигналы от датчиков дыхания 2 не поступают на вход сумматора 6. При этом все поступившие сигналы через инвертор 4 (левый датчик) и непосредственно (правый датчик) суммируются на сумматоре 6, где вырабатывается сигнал рассогласования перкуссии левой и правой половины (если нет асимметрии, то сигнал нулевой). Результирующая этих сигналов накапливается буферным усилителем 7 и с помощью аналого-цифрового преобразователя 8 и счетчика высвечивается на индикаторе 9.

Таким образом, на индикаторе 9 можно наблюдать рассогласование экскурсии левой и правой половины ГК или между ростральной и каудальной частями ГК и БС, т. е. регистрировать степень асимметрии по одному дыхательному акту или сумматор по нескольким экскурсиям (в количестве n).

Пример. Лабораторное животное (кошка) наркотизировано (нембутал 50 мг/кг), зафиксировано спиной в СЭЖ-2, на уровне Т-10 приклеиваются пластины из трансформаторной стали (d 20 мм) в выбритым участкам кожи на расстоянии 10 мм от каждой из 3-х пластин, в держателе фиксированы датчики дыхания 2. В норме устройство выдает нулевой сигнал при значениях n 1 5. При инъекции раствора новокаином в межреберные мышцы на уровне Т-10 односторонне (с левой стороны) развивается асимметрия экскурсии ГК, которая на индикаторе 9 выдает сигнал рассогласования в мм при n 1 равный 0,6 мм, а при n 4, равный 2,6 мм. Это свидетельствует о денервации дыхательных мышц, развитии асимметрии дыхания.

Аналогичным образом можно регистрировать асимметрию между центральными датчиками дыхания (по осевой линии) на уровне ГК и БС и при односторонней регистрации и сравнении. Это все осуществляется переключателем входных датчиков дыхания. Последнее можно осуществлять по ходу наблюдения не изменяя позиции датчиков дыхания 2 и ответных пластин 1.

Таким образом положительный эффект данного устройства заключается в возможности выявления возникающих асимметрий экскурсии левой и правой половин ГК или между ГК и БС, что может быть обусловлено центральной или периферической патологией. Допускается расположение датчиков дыхания за спиной, а ответных пластин по поверхности кожи груди или БС, при этом регистрируется только экскурсия вне зависимости от артефактов (гематомы, опухоли и т. д.), что выгодно отличается от реографических, индукционных и др. методов съема информации.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования дыхания, содержащее датчики дыхания, соединенные через блок обработки данных с блоком индикации, отличающееся тем, что, с целью выявления ассиметрии дыхания, блок обработки данных содержит последовательно соединенные сумматор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и счетчик, а также инвертор и счетчик импульсов, входы которых через переключатель соединены с генераторами высокой частоты, входы которых являются входами блока обработки данных, причем выходом последнего является выход счетчика.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчики дыхания выполнены токовихревыми.

РИСУНКИ

Рисунок 1